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o u t u b ro 2 0 07
número 07
o guia de informações técnicas em h v a c & r
Resfriador Condensação a Ar com
Compressor Scroll e Kit Hidrônico Integrado
Figura 1
Introdução
Componentes Típicos do Kit Hidrônico em um Refriador
refrigerado a ar.
Todas as aplicações de resfriadores exigem um
sistema de bomba hidrônica, para fazer circular o
fluído de transferência de calor através do trocador de
calor.
Normalmente, a bomba é fornecida e instalada
separada do resfriador, aumentando os custos de
instalação. A bomba e outros componentes também
são instalados dentro de casa de máquinas,
consumindo um espaço valioso sobre o piso.
Bomba
A opção kit hidrônico integrado foi projetada para
reduzir os custos de instalação e aumentar o espaço
interno utilizável, ocupado pelo equipamento
mecânico. Quando um kit hidrônico instalado em
fábrica, dentro da estrutura do resfriador for
oferecido, os componentes hidrônicos que,
anteriormente eram instalados em separada, são
incluídos no sistema, o qual pode der facilmente
instalado e operar imediatamente.
Cooler
Guia de Sucção
Filtro
Chave de
Fluxo
Conexões do
de entrada e saída
de água
Válvula de
Balanceamento do
Circuito (instalada
em campo)
Definições dos Termos
Hidrônico – Relativo a um sistema que transfere o
calor pela circulação de um fluido através de um
sistema fechado de tubos. O fluído circulado
normalmente é água.
Tanque
de Expansão
Evaporador – Trocador de calor dentro do resfriador
que transfere calor do fluído.
Volume do Loop do Sistema – O volume total do
fluído de transferência de calor dentro da tubulação
do sistema e dos componentes.
Rotor – O componente rotativo dentro de uma bomba
centrífuga, que movimenta o fluído.
NPSHa – (Pressão Positiva Disponível). A pressão
absoluta do fluído na entrada da bomba. A NPSHa
depende do projeto do sitema.
Definição dos Componentes
Bomba – Circula o fluído de transferência do calor
através do sistema.
NPSHr – (Pressão Positiva Requerida). Pressão
necessária para evitar a cavitação da bomba.
Determinada pelo fabricante da bomba e
normalmente publicada justamente com a curva da
bomba. A NPSHr mais a pressão do vapor do fluído
circulando deve ser menor do que a NPSHa.
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Motor
da Bomba
Filtro – Malha de arame para impedir que detritos
danifiquem o propulsor da bomba.
Guia de Sucção – Estabiliza o fluxo de fluído antes de
introduzir a sucção da bomba e contém um filtro.
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DENTRO
Separador de Ar
com Respiro
KIT HIDRÔNICO
Válvula de Isolamento
Válvula de Enchimento
Redutora da Pressão
FORA
o guia de informações técnicas em h v a c & r
Conexão
Flexível
Válvula de
Balanceamento
do Circuito com
Válvula de AlívioPortas de Pressão
(Montada
Válvula de Isolamento
em campo)
Válvula do Dreno
Tanque de
Expansão
Peneira
RESFRIADOR
Porta do
Respiro de Ar
Evaporador
Bomba
Figura 2
Diagrama típico da
tubulação de um
resfriador com Kit
Hidrônico.
Chave de Fluxo
Conexão
Flexível
Opção de Bomba Única
OU
RESFRIADOR
Tanque de Expansão - Tanque de expansão do tipo
diafragma que fornece expansão térmica, uma
referência da pressão do sistema, e mantém a NPSH
necessária da bomba.
KIT HIDRÔNICO
Tanque de
Expansão
Bomba
Válvula de
Retenção
Evaporador
Porta do
Respiro de Ar
Válvula de
Balanceamento
do Circuito com
Portas de Pressão
(Montada
em campo)
Conexões – Conexões de Entrada e Saída para o fluído
de transferência do calor que flui dentro e fora do
resfriador.
Chave de Fluxo – Dispositivo para indicar quando o
fluxo está presente, que transmite um sinal para o
painel de controle do resfriador.
Peneira
Bomba
Válvula de
Retenção
Chave de Fluxo
Opção de Bomba em Standby (Dupla)
Proteção contra Congelamento – Para operações em
ambientes de baixa temperatura recomenda-se
utilizar uma solução de glicol para proteger contra o
congelamento. Contudo, em sistemas de água
resfriada, a tubulação do kit hidrônico e os
componentes devem ser aquecidos e isolados para
proteger contra o congelamento. Caso se utilize uma
solução de glicol ou algum fluído de transferência do
calor que não seja água os fatores de ajuste devem ser
aplicados ao seguinte procedimento de seleção da
bomba.
Válvula de Balanceamento do Circuito – Fornece
equilíbrio e medição do fluxo através de um ajuste do
volante de múltiplas voltas.
Válvula de Retenção – Instalada no lado de descarga
da bomba para evitar o fluxo inverso. Somente
necessário quando a bomba dupla em standy by for
utilizada.
Bomba em Stand By – Configuração da bomba dupla
que fornece uma operação em stand by da bomba, no
caso de um defeito na bomba principal.
Seleção da Bomba
Características e Benefícios
Força a Partir de um Único Ponto - As conexões de
força do resfriador e da bomba encontram-se em um
único ponto, reduzindo o tempo e o custo da
instalação.
Os fabricantes oferecem diversos tamanhos de
bombas para cada modelo de resfriador para
possibilitar o estrito cumprimento com as exigências
do sistema. A maioria oferece um programa
automatizado de seleção da bomba que pode ser
utilizado para um escolha rápida e fácil da mesma. Se
este programa não estiver disponível ou se uma
seleção manual for desejada, os seguintes passos
podem ser seguidos para escolher a bomba para a
opção kit hidrônico.
Controle On/Off Remoto - A bomba pode ser ligada e
desligada remotamente através do micro-painel do
resfriador.
1 – Determine o fluxo necessário (L/S).
Este valor será calculado com a seleção do resfriador.
O fluxo de projeto da bomba deve estar dentro dos
Sistema Integrado – O kit hidrônico é instalado em
fábrica dentro da estrutura do resfriador, incluindo os
controles integrados da bomba no painel de controle.
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limites do resfriador. Ex. Resfriador de 15 toneladas:
2,65 L/S
NPSHr exigida pela bomba, mais a pressão do vapor
do fluído.
Ex: NPSHr = 1,52 m (Figura 4)
NPSHa = 9,14 (Figura 5)
VP = 1,21 m (água a 10º C)
NPSHr + VP < NPSHa
2 – Calcule a perda de pressão do sistema externo (m)
de toda a tubulação e componentes externos do
resfriador.
Ex: 16,8 m
Figura 3
Exemplo de Curva da Bomba
3 – Calcule a perda da pressão interna do trocador de
calor no resfriador e a perda na tubulação hidrônica
interna (m) utilizando os gráficos de queda da pressão
fornecidos pelo fabricante. Ex: 6 m
Série 4270
1,5x1,25x5,5 @ 3500 rpm
Altura ft (m)
8.
4 – Some as perdas de pressão interna e externa.
Ex: 16,8 m + 6 m = 22,8 m
6.
5.
5 – Registre o fluxo (L/S) e a soma das duas perdas de
pressão acima (m) na curva da bomba fornecida pelo
fabricante.
Ex: Veja a Figura 3.
7.
6 – Selecione uma curva da bomba com um diâmetro
do propulsor que cruze o ponto do projeto e forneça a
eficiência desejada. Se o ponto do projeto não incidir
diretamente sobre a curva, pode-se selecionar um
tamanho maior de propulsor e utilizar a válvula de
balanceamento do circuito para atender às exigências
do sistema e ajustar pequenas variações da curva da
bomba selecionada. Caso existam requisitos
especiais, consulte o fabricante sobre a
disponibilidade de molduras personalizadas para o
propulsor.
Ex: Diâmetro do rotor: 4,50 pol. (Figura 3)
Água, sg= 1,00
usgpm (lb) do fluxo
Figura 4
Exemplo de NPSHr da Bomba
20
10.
0
0
7 – Para determinar a potência necessária, siga a
curva da bomba selecionada até o final da sua faixa de
operação e selecione a próxima linha de potência. Isso
evita que o motor seja sobrecarregado, ocasionando
possíveis danos ao mesmo.
Ex: Potência: 2 HP (Figura 3)
Figura 5
Exemplo de Projeto do Sistema
3m
8 – A eficiência da bomba pode ser lida na curva da
bomba, utilizando as linhas de eficiência normalmente
classificadas em percentuais.
Ex: Eficiência: 55% (nas linhas tracejadas da Figura 3)
Perda do Sistema
16,8 m
19,8 m
6,1 m
Bomba
9m
9 – A bomba está selecionada
Ex: 2 HP com uma eficiência de 55% e um propulsor de
4,50 polegadas.
NPSHa
10 – A NPSHr necessária para a bomba também pode
ser lida a partir da maioria das curvas da bomba. Ao
selecionar uma bomba, deve-se garantir que a NPSHa
disponível, projetada para o sistema, é maior do que a
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40
20
23
32
Elevação
Perda do
Resfriador
26
6
Se o fluxo ou pressão do sistema, fornecidos pelo
fabricante, excederem os das curvas da bomba, o kit
hidrônico não está disponível para a sua aplicação, e
uma bomba separada deve ser providenciada.
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retirar o entulho da construção ou outros
contaminantes da tubulação do sistema. Recomendase encher o sistema com um medidor de água para
fornecer um ponto de referência para as leituras do
volume do loop. Após a conclusão da limpeza inicial
do sistema, o filtro do kit hidrônico deve ser limpo
para evitar uma indesejável queda da pressão.
Instalação e Partida
Válvulas de Bloqueio
As válvulas de bloqueio são recomendadas para as
conexões de entrada e saída de água do resfriador,
para possibilitar a manutenção do filtro e das bombas.
Tanque de Expansão
Se o volume do loop do sistema for maior do que o
permitido pelo tanque de expansão fornecido pela
fábrica, deve ser instalado um tanque de expansão
maior, fornecido em campo. A proteção contra
congelamento do tanque de expansão instalado em
campo não é fornecida pelo fabricante.
Válvula de Balanceamento do Circuito
A válvula de balanceamento do circuito pode ser
ajustada para distribuir o fluxo correto em um circuito
na tubulação, com base no tamanho da linha e na taxa
de fluxo do projeto. Para ajustar o fluxo do sistema,
ajuste a posição do volante da válvula até a leitura da
pressão diferencial em toda a válvula corresponder a
vazão necessária.
Múltiplos Resfriadores em Paralelo
Resfriadores múltiplos com kits hidrônicos podem ser
conectados em paralelo caso seja necessária uma
capacidade maior. Quando os resfriadores forem
instalados de com acordo com esta configuração, o
tanque de expansão não deverá ser incluído no
resfriador, e será necessário um tanque de expansão
major, forncido em campo, em um ponto comum do
sistema. (Veja a Figura 6).
Volume Mínimo do Loop
O loop de água gelada deve conter um mínimo de 3
galões de volume de fluído por tonelada de
capacidade do resfriador, para manter a estabilidade
da temperatura de saída da água em operação
normal. Nas aplicações do tipo processo, onde a
estabilidade da temperatura da água gelada é crítica,
o volume do loop deve ser aumentado para 6 ou mais
galões por tonelada.
Figura 6
Local do Tanque de Expansão em um configuração
de múltiplos resfriadores
Se o volume do laço projetado não for fornecer o
volume adequado, deve-se instalar um tanque buffer
ou um tanque de armazenamento de água, no lado da
sucção da bomba, para aumentar o volume do loop do
sistema. O tanque deve conter dispositivos de saída
para garantir a ausência de ar durante o enchimento
do sistema e também um defletor interno para
garantir a mistura correta.
RESFRIADOR
COM BOMBA
RESFRIADOR
COM BOMBA
TANQUE DE EXPANSÃO
RESFRIADOR
COM BOMBA
SEPARADOR DE AR
Purga do Ar
Resfriadores com kit hidrônico necessitarão de um
dispositivo de purga de ar fornecido no local (Veja a
Figura 6). A purga de ar deve ser colocado no lado de
sucção da bomba, no ponto com a temperatura mais
alta do sistema. O ar em um sistema de loop fechado
pode causar cavitação da bomba, o que poderá
resultar em uma falha da bomba.
Limpeza do Sistema
Após a instalação de um resfriador com kit hidrônico,
será necessária uma limpeza inicial do sistema para
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São Paulo
Fábrica São Paulo
Rua João Tibiriça, 900 São Paulo SP
CEP: 05077-000
Fone: (11) 3475 7022 Fax : (11) 3641 4951
Paraná
Fabrica Pinhais
Rua Tomazina, 125 Qd. 10
Condomínio Portal da Serra
Pinhais PR CEP: 83325-040
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Bairro Portão Lauro de Freitas BA
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