Refrigeração Industrial e Controle de Amônia.

[Aplausos] [Música] [Aplausos] O que é refrigeração industrial O que é um quadro de válvulas PR evaporador frigorífico Qual a diferença entre degelo por controle de pressão e degelo por controle de drenagem Qual é a diferença entre controle de sucção proporcional por dois estágios ou por controle de pressão de que forma que nós podemos controlar a amônia dentro de um evaporador frigorífico com a melhor performance energética e com o melhor índice de transferência térmica para falar sobre esses e outros assuntos nós estamos produzindo esse vídeo hoje especialmente com esse quadro de válvulas que está atrás de

mim produzido para um de nossos clientes então o nosso setor de engenharia desenhou esse quadro projetou esse quadro nós Montamos esse quadro e agora estamos mandando ele montado para um frigorífico do Estado do Rio Grande do Sul onde ele fará o controle da amônia dentro dos evaporadores frigoríficos para começar esse conteúdo a gente vai explicar de maneira simples e prática O que é e como funciona um sistema de refrigeração industrial especificamente falando sobre amônia que é o foco desse vídeo então um sistema de refrigeração industrial ele tem componentes ele tem partes essas partes são o

compressor o condensador O separador de líquido os evaporadores o reservatório de líquido economizer e outros componentes dependendo da complexidade do sistema então o sistema pode ter um regime de temperatura somente como por exemplo -10 ou ele pode ter dois ou três regimes ou até mais então -10 -35 0 gra e o sistema tem variações então o projeto do sistema de refrigeração industrial ele é um projeto modular aonde os fabricantes de equipamentos como por exemplo a Maria kawa a Gunner a Johnson e outros fabricantes conhecidos no mercado nacional vão modularizar uma solução para a aplicação que

o cliente deseja então grandes Indústrias de Bebidas frigoríficos lain também indústrias farmacêuticas com seus processos de refrigeração indústrias químicas o setor de energia e diversos outros setores que utilizam refrigeração nos seus processos seja diretamente no seu produto ou diretamente nos seus processos industriais então um sistema de refrigeração um Sistema básico simples ele vai ter um compressor esse compressor vai comprimir a amônia em estado de gás e vai descarregá-lo em alta pressão e alta temperatura na segunda etapa nós temos o condensador aonde começa a mudança de fase da amônia do Estado de gás pro estado líquido

e aonde ela é direcionada para o separador de líquido sendo armazenada expandida meda uma determinada temperatura e depois bombeada para o processo Claro esse é um sistema específico que eu tô falando diversas outras montagens diversos outros tipos de sistema e de equipamentos podem ser encontrados em plantas de refrigeração esse não é um sistema absoluto mas esse é o sistema onde esse quadro de válvulas que tá atrás de mim tá instalado depois desse bombeamento da amônia líquida feita para o evaporador a amônia vai evaporar ou ou seja ela vai de novo mudar de fase nessa nesse

momento ela vai mudar da fase de líquido pra fase de gás fazendo assim a absorção da caloria da câmera fria lá do processo do produto então o que que acontece na termodinâmica a molécula quente o o corpo aquecido ele tem a tendência de ceder a sua caloria para o corpo frio falando numa visão molecular em utilidades industriais O que que é uma molécula de aquecimento é uma molécula agitada em alta pressão e alta temperatura então por exemplo no vapor na amônia que são gases térmicos são fluidos térmicos a gente tem essa agitação molecular e quando

esse fluido ele tá refrigerado a baixa pressão ele também está a baixa temperatura então nós temos esse Range tanto do gás quente que é descarregado pelo compressor quanto do líquido de amônia gelado que é bombeado e direcionado para os evaporadores Lembrando que isso funciona como a geladeira da sua casa da minha casa então é um circuito fechado Aonde a mudança de fase da Amônia é constante a amônia é um fluido térmico natural Então ela é extraída da natureza e inserida devidamente tratada inserida no sistema passando por esses processos pelo processo da compressão pelo processo da

condensação pelo processo da expansão dentro do separador de líquido pelo processo de bombeamento até o evaporador e depois no retorno pela linha de sucção aonde na forma de gás ela retorna para o separador de líquido e é novamente recompra pelo compressor agora que nós falamos brevemente sobre o processo de refrigeração e os seus componentes principais como compressor o condensador o reservatório de amônio O separador de líquido evaporador nós vamos falar sobre os controles que é onde a danfos atua como líder global de mercado no mercado de refrigeração industrial então para começar a falar sobre os

controles a gente vai falar sobre a sucção então como é feito o controle na sucção ele pode ser feito de três formas principais A primeira é com a válvula que você tá vendo na tela essa válvula é o modelo ICS a válvula ICS é uma válvula pilotada que que isso quer dizer ela é operada através de pilotos Então ela pode ter um ou três pilotos um ou três lugares para acoplar pilotos e dependendo da composição dos pilotos ou seja do lugar e de quais pilotos você colocar na tampa da válvula ela vai desempenhar uma determinada

função então por exemplo se você usar o piloto tipo CVC ela vai ser como uma válvula redutora de pressão ela é utilizada por exemplo em processo de injeção indireta de amônia paraa redução de PH de produto já se você se utilizar o piloto CVP você pode fazer o controle do degelo por gás quente ou também o controle da sucção aonde por exemplo no evaporador você está alimentando ele com um separador de -10º mas você precisa de uma temperatura maior talvez -2 0 gra Então você faz uma restrição um controle de pressão e essa restrição vai

definir a pressão e a temperatura de evaporação dentro do evaporador frigorífico através da válvula ICS outra opção de válvula é essa que tá aqui atrás de mim nesse quadro que tá montado que você tá vendo essa é a válvula iclx a válvula iclx é uma válvula solenoide de duas etapas ela tem dois pilotos elétricos evm com duas bobinas a válvula iclx é operada A Gas quente e sendo de duas etapas na primeira etapa ela abre 10% da sua capacidade de refrigeração após o processo de degelo fazer Endo gradualmente o trabalho de refrigeração adicionando eficiência energética

e Segurança ao processo depois ela abre o restante então os outros 90% as duas bobinas utilizadas nela uma é de 16 w que precisa ter uma força maior para poder abrir no piloto normal aberto no de normal Open e a outra é de 13 w e fica no outro piloto a outra opção é a válvula proporcional ICM a válvula ICM é uma válvula motorizada ela possui um atuador o nome desse atuador é iCad e esse atuador ele é um servomotor que vai fazer a abertura e fechamento gradual da válvula de acordo com a real necessidade

do processo de momento a momento com um controle de temperatura extremamente preciso então trabalhando por exemplo com regimes de -35 -40 -45 regimes de congelamento Aonde a pressão é muito baixa Você tem uma precisão muito grande garantida pela válvula proporcional e com esse funcionamento contínuo ela entrega uma eficiência energética e uma eficiência térmica na transferência muito superior a outros tipos de válvula agora vamos falar sobre controle de degelo aqui atrás de mim nesse quadro você pode observar que o controle de degelo é feito com uma válvula ICS essa válvula ICS é operada por um piloto

CVP isso ISO quer dizer que é um controle de degelo feito com base na pressão do processo então nós camos por exemplo uma pressão de 5.5 bar e quando nós injetamos gás quente dentro do evaporador frigorífico ele vai ser dispensado nessa pressão no começo do processo enquanto tem muito gelo ainda em volta do evaporador isso funciona muito bem porque a tendência é que esse gás quente seja todo ele condensado porque ele vai ceder a sua caloria para derreter todo esse gelo mas no decorrer do processo começa a ter uma mistura entre líquido e Flash gás

por quê Porque não existe mais tanto gelo no evaporador para ser derretido dessa forma esse gás retorna ao separador de líquido e Mesmo não tendo a necessidade de refrigeração com o aumento da pressão o compressor vai entender que ele precisa trabalhar dessa forma é um gasto energético maior da planta sem tem uma real necessidade térmica tem uma solução para isso então esse controle por pressão ele é o mais usual do mercado ele sim funciona muito bem mas existe uma solução de melhor eficiência energética Qual é essa solução é a válvula icfd que a gente vai

mostrar daqui a pouquinho no quadro modelo ICF da danfos como esse quadro de válvula que tá atrás de mim um padrão Standard com bloco ICF no líquido e no gás quente e com válvula i x na sucção e ICS no controle do degelo é construído De que forma a gente projeta e constrói esse quadro primeiro é importante entender que o dimensionamento do quadro de válvulas deve ser feito com base nas características reais do processo então por exemplo a capacidade a temperatura as variáveis de circulação de temperatura de gás quente todas as variáveis envolvidas naquele processo

de refrigeração precisam ser adas e aonde que esse dimensionamento é feito dentro do próprio software da danfus cool selector se você quer saber mais aprender a mexer no cool selector aprender a fazer dimensionamentos de quadros de válvulas deixa uma mensagem aqui embaixo falando o que você quer e deixando o seu e-mail a gente vai entrar em contato contigo para te explicar como o software funciona e te mandar uma relação pré dimensionada de quadros de válvula Então como o quadro é construído primeiramente quais são as linhas nós temos a linha de líquido com um bloco ICF

nesse bloco nós temos módulo de bloqueio filtro solenoide retenção um novo módulo de bloqueio e um conector de processos aonde nós vamos interligar a linha de degelo o segundo é o gás quente no gás quente nós temos um bloco simples com dois bloqueios um filtro e uma solenoide de alta capacidade com operador manual no controle de degelo no controle de degelo por pressão como nós falamos anteriormente nós temos uma válvula do tipo ICS com um piloto e um piloto CVP para ajuste de pressão já na sucção Nós temos duas válvulas do tipo sva para bloqueio

e uma válvula do tipo iclx para fazer esse controle da sucção funcionando em duas etapas como nós explicamos anteriormente considerando esse quadro você tem um bom custo benefício mas você não tem todas as válvulas ICF então o que que eu quero explicar Qual é a diferença entre a válvula ICF e o modelo standard como essa que você tá vendo aqui a válvula ICF é um bloco Então você vai ter vários módulos com diferentes funções que você pode configurar da forma como o seu projeto pedir e esse bloco vai ter somente duas soldas então ele diminui

muito os pontos de solda e adiciona muita segurança e velocidade de instalação ao seu processo além disso a manutenção se torna muito mais simples porque bloqueando esses módulos você pode fazer uma descarga da amônia numa quantidade muito menor dentro do bloco para poder fazer a manutenção então comparando o bloco como esse que você tá vendo agora na tela com esse trecho entre as válvulas de bloqueio e a válvula de controle você tem uma diferença significativa Na quantidade de amônia essa amônia que precisa ser drenada para que seja feito um serviço vai colocar o colaborador em

exposição então é um ponto importante de segurança em termos de eficiência energética os blocos de válvula ICF adicionam uma menor perda de carga ao processo então desenhado para o melhor escoamento do fluido você vai ter uma menor perda de carga isso quer dizer que com um menor trabalho lá dos Compressores dos equipamentos você vai ter mais performance o que que é Performance em um sistema de refrigeração transferência térmica e eficiência energética então através da menor perda de carga você pode entregar isso ao seu processo montando um conjunto de válvulas montando um quadro de válvulas no

padrão ICF esse quadro aqui atrás de mim além dessas linhas que eu comentei ele possui uma bandeja essa bandeja é feita em aço inoxidável ela tem uma estrutura em U para servir como berço para essas linhas e ela também tem duas chapas ela tem Chapa dupla de aço inox com treno no meio entre essas duas chapas existe um isolamento esse isolamento faz a função de isolante térmico para essa bandeja aonde vai ter o botejara em x e um ralo no centro vai direcionar essa água para o sistema de esgoto do cliente em questão então todo

o projeto de quadros de válvula ele pode ser feito personalizado de acordo com cada instalação com cada espaço com cada questão que não eventualmente tem a ver só com o projeto técnico mas também com a empresa em si com exigências da empresa com a forma como a empresa trabalha e tudo mais e a gente faz esse alinhamento então do estudo das melhores práticas apresenta isso em engenharia da empresa e com essa devolutiva a gente atualiza o projeto de acordo com as melhores práticas para cada cliente então não existem modelos Standard para padrão o que existe

são boas práticas é o melhor custo benefício a melhor performance que eventualmente não vai ter o melhor custo Inicial mas ao longo prazo Pode ser que exista sim um custo benefício superior ao projeto Standard se você considerar por exemplo a questão das soldas a gente tem o modelo standar e o modelo ICF como eu falei numa linha de líquido você vai ter válvula de bloqueio filtro válvula solenoide você vai ter outra válvula de bloqueio e você vai ter uma válvula reguladora de expansão isso quer dizer que são cinco componentes no mínimo 10 soldas 10 a

12 dependendo da composição da válvula solenoide tratando de uma válvula do tipo ICF você vai ter uma solda de encaixe e apenas duas soldas então o tempo de instalação é infinitamente reduzido Além disso tem a questão operacional de segurança que nós falamos protegendo os colaborador ores os operadores e principalmente a questão da manutenção e da eficiência então a válvula solenoide Com o tempo ela vai desgastar tanto a válvula de vedação por pistão a válvula de vedação por diafragma e você vai precisar fazer serviços nessa válvula tendo válvula em bloco podendo fazer esse bloqueio e esse

dreno parcial de uma quantidade pequena de amônia você tem um grande benefício pro time de manutenção de utilidades e também de engenharia que vai consider será um projeto com o melhor custo benefício dentro da melhor eficiência energética virando o quadro a gente pode observar os blocos de válvula ICF que eu vinha falando então a ICF pro Gás quente ela é um padrão ela é válvula de bloqueio válvula solenoide e filtro mas se você pensar no aspecto de uma instalação standar aonde você tem duas válvulas de bloqueio um filtro e uma válvula solenoide Nós entramos na

mesma questão da Sol das deficiência energética do tempo de instalação Então como você pode observar aqui Você tem todos esses módulos a derivação de gás quente que tá operando a válvula iclx e todos os módulos estão em um único bloco Então esse bloco ele vai agrupar todas as funções necessárias para que esse gás quente que sai lá da descarga do compressor como nós falamos antes gás de amônia alta pressão e alta temperatura possa ser injetado no evaporador frigorífico fazendo o processo de degelo o que que isso quer dizer de novo o evaporador durante o seu

trabalho ele forma naturalmente uma barreira de gelo mas por que que esse gelo tem que ser removido Por que que esse gelo tem que ser derretido a camada de água congelada de gelo ela cria uma barreira de transferência térmica para o evaporador frigorífico dessa forma nós estamos trabalhando requisitando mais energia do nosso compressor e do nosso sistema sem uma eficiência de troca térmica do nosso sistema o que que isso quer dizer na prática nós estamos desgastando mais os componentes do sistema gastando mais energia elétrica e produzindo menos potencial de refrigeração e troca térmica muitas vezes

demorando mais para que a nossa produção possa passar para a etapa seguinte então se for o congelamento o armazenamento a distribuição a gente vai tá postergando esse processo atrapalhando essa transferência térmica logo ao lado nós podemos observar a linha de líquido aonde como eu falei nós temos uma válvula de bloqueio um filtro uma válvula solenoide com operador manual uma válvula de retenção um encaixe para solda uma tampa para solda conectado à válvula ICS que segue fazendo o controle do degelo por gás quente por pressão através do piloto CVP e nós temos também uma outra válvula

de bloquei Além disso para fazer a Purga de amônia em caso de manutenção nós temos as válvulas snv O que que é uma válvula snv é uma válvula de agulha Então como a quantidade de amônia que está dentro do bloco como eu falei antes é muito pequena em relação ao sistema Standard com vários componentes instalados e com um grande trecho de tubulação você consegue fazer essa drenagem de maneira rápida segura e extremamente eficiente na linha de líquido nós temos a possibilidade de instalar diferentes soluções para fazer a alimentação de líquido dentro dos evaporadores frigoríficos Um

Bom exemplo é do controle proporcional muito utilizado em tanques de Cervejaria na indústria alimentícia então nós adicionamos a amônia de maneira proporcional por exemplo numa grande Cervejaria você tem um grande tanque com milhares milhões de litros de cerveja e você faz o resfriamento de cintas três camadas de cinta e mais um cone na parte inferior do tanque Então você tem que fazer essa alimentação distribuída do líquido você pode fazer isso de maneira proporcional usando um bloco de válvulas ICF como esse que tá aqui atrás com um módulo ICM Qual que é a diferença você vai

ter uma expansão eletrônica de líquido Então você ganha em eficiência Mas de fato a maior eficiência está na sucção colocando a válvula proporcional para fazer o controle unificado de sucção em processos como esse então fábricas de gelatina fábricas de margarina fábricas de bebidas alimento e bebidas de maneira geral ganham muito em termos de eficiência energética fazendo esse tipo de controle aproveitando já que nós estamos falando sobre os blocos ICF esse bloco com o módulo ICM e o atuador iCad é muito utilizado em controle de líquido proporcional nos separadores de líquido Então qual que é a

diferença na injeção onof ou seja no sistema liga e desliga Você tem uma válvula onof ou uma ICS com um piloto elétrico ou uma válvula do modelo evra ou mesmo uma ICF somente com o módulo elétrico dela com o módulo solenoide e quando o nível baixa você vai fazer a injeção de líquido dentro desse separador quando o nível está maior você faz o encerramento dessa injeção de líquido para fazer esse controle onof ou seja liga e desliga isso é feito através de sensores como lls 4000 que você está vendo ou o famoso e conceituado aks

38 que vai sair de linha durante esse ano de 2024 na fábrica da danfos Então esse é o controle onof qual que é o problema Você precisa fazer um ajuste da regulagem um pré-ajuste mecânico da expansão então se a capacidade do separador for abaixo do que aquela que está setada na válvula você estará elevando a pressão desnecessariamente elevando a pressão do separador de líquido o compressor naturalmente pelo os seus controles vai entender que a necessidade de recomprar amônia e reiniciar esse processo de refrigeração é eminente e o que que isso vai fazer isso vai gastar

energia por nada sem a necessidade da geração de refrigeração você vai estar gastando energia elétrica qual é a solução então como eu tava falando bloco ICF com o módulo icn o módulo motorizado e o atuador eaj fazem a expansão eletrônica então através da expansão eletrônica o comportamento do separador é contínuo ele não tem essas variações e ele se corrige de acordo com a real necessidade a real carga térmica do sistema momento a momento quais são os componentes utilizados para fazer esse tipo de controle proporcional em separadores de líquido o bloco de válvulas ICF com o

módulo ICM Todor CAD ou uma válvula ICM estandard como a iclx que nós mostramos no corpo icv valve mas com seu módulo seu módulo motorizado e atuador o transdutor de nível modelo aks 4100 que pode ser fornecido com AST com cabo com display sem display em diversas configurações e o controlador de nível líquido ecae 347 então através desses três componentes básicos no sistema de refrigeração você consegue fazer um controle proporcional no separador de nível líquido Esse controle proporcional vai garantir estabilidade do sistema sistema de amônia e vai garantir também a maior segurança operacional e a

maior eficiência energética garantindo que os equipamentos o compressor o condensador o quadro de válvulas todos os equipamentos todos os componentes desse grande sistema desse grande ciclo de refrigeração vão trabalhar de forma contínua e linear somente quando for necessário outro ganho que a gente tem em termos de proporcionalidade que que isso quer dizer fazer o sistema de refrigeração operar de acordo com a necessidade momento a momento com um nível maior de automação é por exemplo com os compressores com as bombas de amônia com os ventiladores dos condensadores nós conseguimos com transdutores de pressão e inversores de

frequência fazer uma grande automação do sistema de refrigeração industrial garantindo sempre a melhor performance e a melhor transferência termoenergetica ao contrário do outro quadro que estávamos falando aquele de um projeto que será instalado em evaporadores frigoríficos em um cliente esse quadro tá aqui como demonstração nós Montamos ele Seguindo os melhores parâmetros de eficiência energética segurança e por não dizer sustentabilidade proveniente da eficiência energética gerada Então esse quadro Começando aqui pela válvula icfd como eu falava anteriormente lá no quadro de válvulas o modelo standard nós temos a válvula ICS a válvula ICS faz um controle por

pressão então o gás quente é injetado no evaporador e ela faz um controle considerando a pressão daquele processo Como eu disse depois do estabelecimento do processo então depois do início do processo ela não é tão eficiente do ponto de vista de eficiência energética já a válvula ICF com esse módulo o módulo de boia ela é muito mais eficiente por quê aqui dentro nós temos uma boia Essa boia retém dentro do evaporador o gás quente até o momento que ele começa a condensar Ou seja a se tornar líquido de amônia e ela vai levantando gradativamente uma

boia interna Então ela só vai retornar para o separador de líquido líquido e esse líquido não precisará ser recompro lá pelo compressor nem passar pelo condensador nem ser bombeado pelo sistema Então essa válvula esse tipo de válvula nesse tipo de instalação Adiciona uma eficiência energética muito grande especialmente em Sistemas que t o processo de desgelo de maneira contínua Ou seja que costumam fazer o degelo continuamente a conta de energia certamente vai bater e instalar esse tipo de válvula tem o melhor custo benefício falando em termos de controle de gelo outra diferença do quadro convencional É

na sucção a sucção aqui é com ICF large o que que isso quer dizer são os blocos ICF de grandes corpos então a 50 65 são os corpos maiores de 2 polegadas 2,5 3 polegadas aonde nesse caso nós temos as funções de válvula de bloqueio e a função de válvula iclx ou seja válvula solenoide de duas etapas mas como a gente faz para controlar essas válvulas como a gente faz para controlar um quadro de válvulas de maneira eficiente nós precisamos será que nós precisamos programar um CLP fazer uma lógica complexa entender o funcionamento de todas

as válvulas e os melhores parâmetros na verdade não a danfus desenvolveu o controlador eeke 400 esse controlador foi desenvolvido em cima da plataforma das válvulas o que que isso quer dizer isso quer dizer que a comunicação é uma comunicação direta e que a performance das Vas aliadas ao controlador E400 é a melhor performance possível em termos de eficiência energética em termos de funcionamento em termos de operação os dados extraídos pelo controlador eeke 400 podem ser transferidos para um sistema de supervisório então nós temos clientes que por exemplo é feito um levantamento em relação ao preço

do produto Digamos que por exemplo o kgo do peito de frango esse Kilo e peito de frango esse alimento essa unidade alimentícia é o que é produzido no final do processo então o objetivo geral do processo é produzir isso Mas quais são as utilidades envolvidas Qual é o custo em relação às utilidades para que eu possa produzir esse alimento então o primeiro passo que a gente faz é entender o processo entender Quais são os aspectos envolvidos nesse processo e quais são os custos então o custo Por que local de energia dispensado para que esse processo

possa acontecer então a gente tem o custo do kilowat a gente converte isso para que local e consegue ter um entendimento de qual é o custo para que o alimento ou qualquer outro produto seja produzido a partir disso a gente faz um levantamento em termos de eficiência energética e sustentabilidade Industrial aonde nós vamos entender as utilidades industriais do cliente de maneira profunda Então nós vamos analisar o sistema de vapor o sistema de amônia e o sistema de água dessa planta específico qual é o foco desse sistema então eu desenvolvi esse projeto eu desenvolvi esse trabalho

em uma especialização que eu fiz no MIT Depois dessa especialização eu desenvolvi esse dashboard desenvolvi esse trabalho como que isso funciona no vapor Nós temos duas possibilidades de eficiência energética e sustentabilidade quais são elas gastar menos combustível e menos água obviamente e também consequentemente emitir menos gases de efeito estufa pra atmosfera na amônia nós podemos podemos aplicar eficiência energética ao processo através do estudo dos controles então como eu falei antes das questões de trabalho proporcional de perda de carga da distribuição da própria amônia do retorno fazendo Esse estudo nós conseguimos identificar pontos de eficiência energética

Então o que é esse levantamento em eficiência energética e sustentabilidade industrial na prática nós observamos os sistemas de amônia vapor e água no sistema de môa nós identificamos pontos pontos de controle que podem ser otimizados e através de projeto e otimização nós reduzimos o consumo de energia e aumentamos a performance de transferência térmica do sistema isso aumenta a eficiência energética do sistema no sistema de vapor o nosso foco tá na redução dos pontos de vazamento e também em Sistemas de controle e consumo de vapor então reduzindo o consumo de vapor e otimizando os controles nós

reduzimos o consumo de água reduzimos a queima de combustível e consequentemente reduzimos a emissão de gases de efeito estufa daquela determinada planta industrial em Sistemas de água nós desenvolvemos projetos de filtração industrial e reuso aonde nós conseguimos aproveitar tanto a energia térmica de refrigeração e aquecimento contidas naquela água naquele líquido naquele veículo transportador de energia quanto a própria água através do seu reuso t