Neste artigo vamos analisar a sobretensão do chiller. Vamos analisar as causas e o diagnóstico da sobretensão do chiller e compreender o que está a acontecer internamente para causar a sobretensão do chiller.

Desloque-se até ao fundo para ver o vídeo tutorial do YouTube sobre a Sobrecarga do chiller

Em funcionamento normal, o refrigerante sai do compressor através da linha de descarga e flui para o condensador. A partir daí, passa pela válvula de expansão e entra no evaporador, onde será novamente puxado para o compressor através da linha de sucção. O ciclo repete-se constantemente para permitir que o chiller descarregue o calor indesejado do evaporador, que foi recolhido do edifício, emovê-lo para o condensador para que possa ser enviado para as torres de arrefecimento.

O compressor é a força motriz do refrigerante entre o evaporador e o condensador. O compressor é acionado por um motor elétrico. À medida que roda, o impulsor interno roda e aspira o refrigerante do evaporador através da linha de sucção. As lâminas do impulsor conferem uma velocidade angular às partículas de refrigerante, fazendo com que estas voem para fora da extremidade das lâminas em todas as direcções.direcções a uma velocidade muito elevada.

À medida que o fluido frigorigéneo se desprende das pás do impulsor, acumula-se na voluta, que é um canal que rodeia o compressor em forma de espiral e que aumenta de diâmetro ao longo do seu comprimento. Em seguida, passa pelo difusor, onde abranda e converte a sua energia cinética em pressão. Esta pressão acumula-se na voluta e força o fluido frigorigéneo a sair, através da linha de descarga, para ocondensador.

Na vista em corte acima, pode ver o percurso do fluxo do evaporador através da linha de sucção para o compressor, que está a rodar e a empurrar o refrigerante para fora através da linha de descarga e para o condensador.

O lado de baixa pressão está no lado do evaporador, onde é aspirado o refrigerante. O lado de alta pressão está depois do compressor no condensador, onde o refrigerante é forçado a entrar. A pressão acumula-se na linha de descarga e no condensador.

Agora, cada compressor só pode fornecer uma certa quantidade de diferença de pressão. Cada compressor é diferente e terá de falar com o fabricante do chiller para saber qual é a classificação de um compressor.

Essa diferença de pressão causada pelo compressor é conhecida como "chiller lift", ou seja, o refrigerante a baixa pressão é aumentado (elevado) através da utilização do compressor e forçado a entrar no condensador a uma pressão mais elevada.

Exemplo

Digamos que este chiller está a trabalhar na sua classificação máxima. A sua elevação máxima é de 300 kPa a 900 kPa (3 Bar a 9 Bar), o que significa que irá receber refrigerante do evaporador a uma pressão de 300 kPa (3 Bar) e irá comprimi-lo e forçá-lo a entrar no condensador até ao seu máximo, que é 900 kPa (8 Bar).

O refrigerador pode, portanto, fornecer 600 kPa (6 Bar) de elevação (900 kPa - 300 kPa).

Agora, digamos que a pressão no condensador atinge 1000 kPa (10 Bar). Obviamente, isso é muito superior à pressão máxima que pode ser fornecida pelo compressor. Quando a pressão no condensador é superior à pressão que pode ser aplicada pelo compressor, ocorre uma sobretensão no chiller.

É importante notar que estes números são apenas para fins de exemplo. Como mencionado, consulte o fabricante do seu chiller para saber qual é a sua linha de sobretensão e qual é a elevação do seu chiller.

Quando ocorre uma sobretensão no chiller, a pressão no condensador tornou-se demasiado elevada e o refrigerante começa a ser empurrado para trás, o que faz com que comece a fluir na direção oposta, para trás, através da linha de descarga e para o compressor.

O compressor continuará a rodar porque a sua função é empurrar o refrigerante para a linha de descarga e para o condensador. Como a pressão já é demasiado elevada, o refrigerante fluirá de volta para as pás do impulsor e sairá pela linha de sucção para o evaporador.

Este não é um bom cenário para o chiller. Pode causar danos muito graves no chiller. Saberá quando isto acontece porque o chiller vai fazer um ruído muito alto, tipo gemido e guincho. Esse ruído virá do compressor. Provavelmente, também irá sentir algumas oscilações bastante grandes na quantidade de amperes consumidos pelo compressor.

Se ouvir o vídeo, pode ouvir um exemplo de um chiller a subir.

O que causa a sobretensão do chiller?

Bem, sabemos que vai ser um aumento da pressão no condensador... Então, o que pode causar isso? Na maioria das vezes, tem normalmente a ver com a torre de arrefecimento, ou com o fluxo de água do condensador entre o chiller e a torre de arrefecimento. Se ocorrer um bloqueio parcial nesta linha de retorno do condensador, então o caudal vai mudar. Isto pode fazer com que a água do condensador desçaIsto significa que o condensador não vai conseguir libertar o seu calor, o que vai começar a aumentar a pressão no condensador.

Se a torre de arrefecimento não for capaz de rejeitar calor suficiente, isso também causará um pico. Verá que a água aumenta de temperatura e isso vai restringir a quantidade de calor que pode ser absorvida pelo condensador. Mais uma vez, não será capaz de rejeitar calor suficiente. Isso pode ser causado pela rutura da correia de transmissão ou o motor pode ter uma falha e partir-se.

Pode até acontecer que a distribuição da água dentro da torre de arrefecimento tenha sido perturbada. Por exemplo, pode haver uma acumulação de folhas na torre de arrefecimento, o que pode impedir que a água flua e crie uma área de superfície suficientemente grande no interior da torre de arrefecimento para dispersar a sua energia térmica. Por conseguinte, a torre de arrefecimento não consegue rejeitar totalmente o calor indesejado e não consegue gerar umadiferença de temperatura suficientemente grande na linha de água do condensador.

Além disso, o filtro da bomba pode ficar bloqueado, o que reduzirá o fluxo de água através do sistema.

O tabuleiro de distribuição no topo da torre de arrefecimento também pode ficar bloqueado com incrustações e detritos, etc. Os tubos no interior do condensador podem ficar cobertos de incrustações, o que reduz a quantidade de transferência de calor que pode ocorrer porque vai alterar a área da superfície de transferência de calor, o que é conhecido como incrustação.

Os picos também ocorrem normalmente quando o chiller está a funcionar a carga parcial, ou seja, o chiller está a funcionar a uma carga inferior à sua conceção máxima. Quando esta carga desce até um determinado ponto, isto causa picos porque as temperaturas não serão sustentáveis para fazer funcionar a máquina.

Resolver problemas de sobretensão do chiller

Algumas formas de contornar este problema são a instalação de um variador de velocidade, ou variador de frequência, no motor de indução que acciona o compressor, o que altera a velocidade de rotação do compressor para modular a sua capacidade.

Alguns chillers podem ter um bypass de gás quente incorporado, que é utilizado para permitir a redução da capacidade, mantendo um fluxo de gás suficiente através do compressor.

Alguns fabricantes também instalam difusores variáveis nos compressores, o que reduz o espaço no difusor para o qual o refrigerante pode fluir para a voluta, mantendo a velocidade do gás.