Seleção de um condensador resfriado a ar para uma câmara de congelados

Um condensador para câmara de congelados deve ser selecionado com base na carga de refrigeração e na pior condição externa realista, e depois verificado em relação ao compressor e ao layout da instalação. Uma unidade que parece adequada em uma condição moderada de catálogo pode perder capacidade quando a temperatura ambiente aumenta, o fluxo de ar é restringido ou a serpentina fica suja. O resultado é maior pressão de condensação, maior tempo de funcionamento do compressor, temperatura instável na câmara e menor reserva durante o resfriamento inicial ou picos de abertura de portas.

Comece pela carga operacional da câmara de congelados, e não apenas pela placa de identificação do condensador. O condensador deve rejeitar a carga do evaporador, mais o calor do compressor e qualquer calor introduzido pelos motores dos ventiladores, recuperação do degelo, infiltração, iluminação, carregamento de produtos e perdas nas tubulações. Para uma câmara de baixa temperatura, a diferença entre a carga de armazenamento em regime permanente e a carga temporária após o recebimento de produtos quentes pode ser significativa. O condensador deve ser avaliado em relação à condição operacional mais relevante: manutenção contínua, resfriamento inicial ou uma condição definida de carga de pico.

Use a condição real de projeto

A capacidade do condensador não é um valor fixo. Ela varia conforme a temperatura do ar de entrada, a temperatura de condensação, o refrigerante, o desempenho do ventilador, a limpeza da serpentina e a recirculação do ar. Uma capacidade informada para uma condição ambiente não deve nunca ser considerada equivalente à capacidade em uma condição de local mais quente.

Os primeiros dados do projeto devem incluir o ponto de ajuste da câmara de congelados, a temperatura de evaporação esperada, o refrigerante, o modelo do compressor, a temperatura ambiente esperada, a altitude de instalação quando relevante e a temperatura de condensação de projeto desejada. A temperatura ambiente esperada deve representar o ar que entra no condensador, e não uma média meteorológica geral. Uma unidade instalada em cobertura ao lado de uma parede quente, um pátio de máquinas com vias de exaustão inadequadas ou um nicho protegido podem expor a serpentina a um ar mais quente do que a temperatura ambiente local publicada.

Temperaturas mais baixas na câmara de congelados normalmente exigem temperaturas de evaporação mais baixas. Isso aumenta a razão de pressão do compressor e eleva a sensibilidade do sistema à pressão de condensação. Um condensador selecionado com pouca margem pode manter uma câmara fria em condições climáticas moderadas, mas apresentar dificuldades nas horas mais quentes, quando a câmara também enfrenta maior infiltração e demanda de carregamento de produtos.

Não confunda a capacidade da câmara com a rejeição de calor

A carga da câmara é o calor removido pelo evaporador. O condensador deve rejeitar essa carga mais a energia consumida na compressão. Portanto, a capacidade do condensador é maior do que a capacidade de refrigeração indicada para a câmara de congelados. A relação necessária é afetada pelas condições de operação e pelo desempenho do compressor, portanto deve ser obtida a partir dos dados do compressor selecionado ou de um cálculo coordenado do sistema.

Utilizar apenas a capacidade da câmara de congelados para dimensionar o condensador é uma causa comum de subdimensionamento. O erro oposto é selecionar uma serpentina muito grande sem considerar os controles do compressor. Capacidade excessiva do condensador pode reduzir demais a pressão de descarga em clima frio, causando operação instável da válvula de expansão, diferencial de pressão insuficiente para a alimentação de líquido ou dificuldade em manter um fornecimento adequado de líquido ao evaporador. A reserva de capacidade é valiosa, mas deve ser combinada com controle de pressão de descarga apropriado ao clima.

Analise as classificações juntamente com suas condições

Uma comparação útil exige que cada condensador candidato seja analisado no mesmo ponto: refrigerante, temperatura ambiente do ar de entrada, temperatura de condensação, velocidade do ventilador ou estágio de controle e condição da serpentina considerada na classificação. Duas unidades com capacidades informadas semelhantes podem apresentar desempenhos diferentes se uma classificação utilizar temperatura ambiente menor, diferença de temperatura maior ou um refrigerante diferente.

Os dados de catálogo também devem ser separados entre desempenho nominal e desempenho utilizável. Uma grande área de aletas é benéfica apenas quando o ar consegue passar por ela. Aletas densas podem melhorar a transferência de calor com a serpentina limpa, mas podem acumular resíduos mais rapidamente em ambientes empoeirados ou com gordura. Um espaçamento maior entre aletas pode ser mais tolerante à sujeira e mais fácil de lavar, embora a seleção final ainda dependa da capacidade exigida e da área disponível para instalação.

Compatibilize o condensador com o circuito do compressor

O compressor, o condensador, o reservatório de líquido, o dispositivo de expansão e o evaporador atuam como um único circuito. Portanto, a seleção do condensador deve ser verificada em relação aos limites operacionais do compressor, em vez de ser tratada como um acessório externo separado. Verifique a pressão máxima permitida no lado de alta, a faixa de condensação recomendada, a compatibilidade do refrigerante, o arranjo de retorno de óleo, o diâmetro da linha de descarga, o volume do reservatório de líquido e a sequência de controle.

Para sistemas de congelamento de baixa temperatura, as temperaturas de descarga do compressor e a razão de pressão merecem atenção. Temperatura externa elevada, superfície de condensação insuficiente, fluxo de ar inadequado ou gases não condensáveis podem aumentar a pressão de descarga. Eles não exigem a mesma ação corretiva. Uma serpentina suja ou uma entrada de ar bloqueada restringe a transferência de calor; uma falha do ventilador reduz o fluxo de ar; ar retido no circuito exige procedimentos de serviço adequados; um condensador subdimensionado permanece subdimensionado mesmo quando está limpo. Tratar todos os sintomas de alta pressão de descarga como um problema de carga de refrigerante pode criar uma segunda falha.

A linha de líquido também afeta a seleção. O arranjo do condensador e do reservatório deve fornecer líquido sub-resfriado estável ao dispositivo de expansão em condições ambientais variáveis. Linhas de líquido longas, elevações verticais, gás flash e tubulações mal isoladas podem reduzir a qualidade efetiva do líquido. Quando um condensador remoto está localizado longe da câmara de congelados, o dimensionamento das tubulações, os sifões de óleo, o traçado das linhas e a carga de refrigerante devem ser coordenados antes da compra dos equipamentos.

Construção da serpentina e configuração dos ventiladores

O material dos tubos, o material das aletas, a união entre tubos e aletas, a proteção do gabinete e os detalhes de drenagem influenciam a vida útil tanto quanto a capacidade inicial. Tubos de cobre com aletas de alumínio são comuns porque oferecem transferência de calor eficiente, enquanto revestimentos protetores ou materiais alternativos podem ser justificados em locais corrosivos, costeiros, agrícolas ou expostos a produtos químicos. O conjunto de materiais selecionado deve ser adequado ao ar circundante, ao método de limpeza e ao acesso previsto para manutenção. Um revestimento superficial que melhora a resistência à corrosão não substitui a drenagem e a limpeza regular em locais onde sais ou contaminantes se acumulam.

A seleção dos ventiladores merece igual atenção. Ventiladores axiais são amplamente utilizados em condensadores resfriados a ar porque movimentam grandes volumes de ar com pressão estática moderada. Seu fluxo de ar especificado deve ser avaliado juntamente com a potência de entrada do motor do ventilador, as restrições de ruído, o controle de velocidade, o projeto da grade de proteção e a resistência criada pela instalação. Ventiladores com controle eletrônico ou em estágios podem reduzir o consumo de energia em clima mais frio e manter a pressão de condensação mais estável do que uma operação simples de liga-desliga, desde que a lógica de controle seja compatível com o compressor e o sistema de alimentação de líquido.

A redundância dos ventiladores altera a consequência de uma falha, mas não elimina a necessidade do cálculo de capacidade. Vários ventiladores podem preservar parte da rejeição de calor após a falha de um ventilador e permitir o escalonamento de capacidade, mas cada posição de ventilador, arranjo de fiação e peça de reposição deve ser acessível. Uma unidade de difícil acesso atrás de uma platibanda ou acima de um teto ocupado frequentemente custa mais em tempo de inatividade do que um condensador com classificação semelhante instalado onde sua serpentina e motores possam ser alcançados com segurança.

A localização pode comprometer uma seleção correta

Condensadores resfriados a ar precisam de um caminho livre para o ar de entrada e de um caminho separado para o ar quente de descarga. O problema de instalação mais frequente é a recirculação: o ar quente que sai dos ventiladores retorna à entrada da serpentina devido a paredes, bases de cobertura, coberturas superiores, equipamentos próximos ou ventos predominantes. O condensador passa então a operar como se a temperatura externa fosse muito mais alta. Aumentar o tamanho da serpentina pode não corrigir uma recirculação severa; pode ser necessário alterar a orientação, o espaçamento ou o direcionamento da descarga.

• Mantenha desobstruídas as folgas especificadas para entrada e descarga de ar. Telas decorativas, venezianas densas e malhas contra insetos devem ser avaliadas quanto à perda de pressão e ao acesso para limpeza.
• Mantenha o ar de descarga afastado das entradas dos condensadores adjacentes. Várias unidades em uma mesma cobertura devem ser avaliadas como um conjunto, especialmente onde o ar quente pode se acumular entre paredes de platibanda.
• Forneça uma base de montagem estável que limite a transmissão de vibrações e mantenha a drenagem. Água parada, acúmulo de neve e folhas ao redor da base restringem o fluxo de ar e aceleram a corrosão.
• Considere as rotas de manutenção antes de definir o local. A lavagem da serpentina, a substituição de ventiladores, a inspeção elétrica e os pontos de serviço do refrigerante exigem acesso físico.

A operação no inverno exige uma verificação diferente. O ar ambiente frio pode reduzir a pressão de descarga abaixo do nível necessário para uma alimentação de líquido estável. Ciclagem de ventiladores, controle de velocidade variável, circuitos de condensador divididos, controle inundado ou outros métodos aprovados de controle da pressão de descarga podem ser utilizados de acordo com o projeto do sistema. O condensador selecionado precisa ter capacidade controlável suficiente, e não apenas capacidade suficiente para o pico do verão.

Coordene as capacidades do evaporador e do condensador

A estabilidade da câmara de congelados depende da distribuição de ar dentro da câmara, bem como da rejeição de calor no exterior. Um evaporador que direciona ar frio diretamente sobre produtos expostos pode criar desidratação localizada ou danos por congelamento, enquanto uma circulação fraca deixa bolsões quentes que parecem ser um problema do condensador. A unidade interna e o condensador externo devem ser analisados como componentes compatíveis do mesmo cálculo de carga.

Em câmaras compactas com altura livre restrita, um evaporador inclinado, montado no teto e com descarga lateral de ar pode direcionar o ar ao redor do teto em vez de diretamente aos produtos armazenados. Por exemplo, oVentilador de Ar Lateral Inclinado foi projetado para instalação inclinada e utiliza descarga de ar para fora para favorecer a circulação no nível do teto em layouts estreitos de câmaras frigoríficas. Esse arranjo de fluxo de ar interno não altera a necessidade de rejeição de calor do condensador, mas pode afetar a carga real do evaporador, o calor dos ventiladores, o padrão de degelo e a uniformidade da temperatura da câmara utilizados na seleção geral.

O degelo também deve ser incluído na discussão do projeto. O degelo elétrico adiciona uma carga elétrica temporária e produz calor que posteriormente deve ser removido. Arranjos relacionados à água ou ao gás quente trazem diferentes implicações para tubulações e controles. Um condensador dimensionado apenas para uma carga simplificada em regime permanente pode ter capacidade limitada de recuperação após o degelo, especialmente quando aberturas frequentes de portas e movimentação de produtos ocorrem ao mesmo tempo.

Solicite uma tabela de seleção que possa ser verificada

Uma submissão técnica útil identifica mais do que o número do modelo. Ela deve informar a capacidade na condição operacional acordada, o refrigerante, a temperatura ambiente, a temperatura de condensação, o número e o tipo de ventiladores, a alimentação elétrica, a potência dos motores dos ventiladores, a construção da serpentina, os tamanhos das conexões, as dimensões da unidade, o peso operacional, as informações sobre ruído quando relevantes e as folgas necessárias. Também deve esclarecer se controles, reservatório de líquido, ferragens de montagem, isoladores de vibração e proteção contra intempéries estão incluídos ou são selecionados separadamente.

Confirme antecipadamente as dimensões de transporte e os pontos de elevação quando o condensador precisar passar por uma rota de acesso restrita ou ser içado até uma cobertura. Danos à serpentina decorrentes de elevação inadequada, aletas amassadas e grades de ventilador deformadas podem reduzir o fluxo de ar antes do comissionamento. Após a instalação, o teste de pressão, a evacuação, a verificação da carga, as verificações do sentido de rotação dos ventiladores, a inspeção das folgas de fluxo de ar e o registro das pressões operacionais estabelecem uma referência para a manutenção posterior.

A escolha final deve proporcionar um equilíbrio justificável entre rejeição máxima de calor, controle em baixa temperatura ambiente, durabilidade da serpentina, manutenção acessível e as restrições do local de instalação. Um condensador corretamente compatibilizado no papel, mas instalado em ar quente recirculado ou sem acesso para limpeza, não fornecerá o desempenho indicado por sua classificação.