Como calcular superaquecimento e sub-resfriamento da câmara fria

Atenção, instalador: é muito importante equilibrar os parâmetros de superaquecimento e sub-resfriamento para promover o pleno funcionamento da câmara fria. Convertido repetidamente entre as formas de líquido e vapor, o fluido que circula pelo sistema de refrigeração precisa ser sub-resfriado, saturado e superaquecido. Assim, é necessário verificar a diferença entre as temperaturas dos componentes, a fim de evitar complicações no circuito.

Geralmente, esses padrões termodinâmicos são definidos pelo próprio fabricante do equipamento. Mas a regulagem periódica das medidas de temperatura do fluido refrigerante continua indispensável. Isso porque, ao abastecer ou esvaziar uma câmara fria, inserimos e retiramos quantidades significativas de calor. E o resultado são oscilações que só podem ser resolvidas a partir do balanceamento frigorífico.

Quer aprender a calcular superaquecimento e sub-resfriamento de equipamentos de refrigeração? O Blog do Seu Paschoal conta tudo o que você precisa saber para tirar o melhor proveito da câmara frigorífica. Acompanhe!

O que é uma câmara fria

Câmaras frias são unidades de grande porte que viabilizam um espaço de temperatura controlada para acondicionar produtos que necessitam refrigeração. Estas estruturas são encontradas principalmente em supermercados, e têm como principal finalidade conservar gêneros alimentícios. Dependendo da aplicação, também podem acomodar itens farmacêuticos e até mesmo integrar o sistema de refrigeração de necrotérios.

Para além do controle de temperatura, umidade e taxa de circulação de ar, o aparelho tem como objetivo otimizar o rendimento da refrigeração comercial e industrial. De acordo com Eduardo Fraga, coordenador de Engenharia de Aplicação da EOS, uma instalação com volume aproximado de 8 L corresponde a 16 freezers em capacidade de armazenamento. Neste exemplo, a estrutura ocupa área inferior a quatro metros quadrados.

Além de sobrar muito mais espaço para outros maquinários, a utilização da câmara frigorífica centraliza os custos de manutenção num único aparelho.

Superaquecimento e sub-resfriamento: quando acontecem?

Na maioria das vezes, um sistema de refrigeração é constituído por quatro componentes básicos: compressor, condensador, dispositivo de expansão e evaporador. Tanto o condensador quanto o evaporador são responsáveis pelas mudanças de estado físico do fluido refrigerante. E aqui está o primeiro ponto: o superaquecimento e o sub-resfriamento são uma consequência já esperada do ciclo de compressão mecânica de vapor.

Consequências do superaquecimento desregulado

∙ Alto superaquecimento: desempenho ineficiente e altas temperaturas de descarga, gerando degradação da qualidade do óleo.

∙ Baixo superaquecimento: golpe de líquido ou diluição de refrigerante no óleo, ocasionando quebra de compressor por falta de lubrificação.

Leia também: Superaquecimento, um cálculo fundamental

Guia básico para compreender o superaquecimento

E quando o sub-resfriamento apresenta problemas?

A irregularidade do sub-resfriamento, por outro lado, provoca a evaporação instantânea do líquido refrigerante — um fenômeno conhecido como flash gás. No momento em que o condensador transforma o fluido em líquido, é necessário garantir que essa mudança de estado ocorra em sua totalidade. Caso contrário, a troca de calor com o evaporador ficará comprometida.

Como calcular superaquecimento e sub-resfriamento da instalação

O primeiro passo para regular o superaquecimento e o sub-resfriamento do equipamento de refrigeração é saber identificar os índices da maneira adequada. Confira um passo a passo para fazer a medição da temperatura excedente no evaporador:

Aprenda a medir os parâmetros de troca de calor e garanta o balanceamento frigorífico do sistema de refrigeração

1. Instale o manômetro na sucção do compressor.

2. Coloque o sensor de temperatura no mesmo local.

3. Verifique a temperatura e a pressão do circuito.

4. Compare a pressão registrada com a tabela termodinâmica do refrigerante.

5. Faça a conversão da pressão em temperatura.

6. Subtraia a temperatura do vapor pela temperatura de saturação.

7. Pronto! Você já tem a quantidade de superaquecimento.

O cálculo do superaquecimento é realizado conforme exemplo demonstrado abaixo:

∙ Fluido refrigerante R-22

∙ Pressão de sucção = 37 PSIG (temperatura de evaporação = -10°C)

∙ Temperatura na sucção do compressor = 5°C

∙ Superaquecimento Total = 5 – (-10) = 15K

Para descobrir o sub-resfriamento, o procedimento é um pouco diferente. Entenda:

1. Instale o manômetro na descarga do compressor.

2. Coloque o sensor de temperatura no mesmo local.

3. Verifique a temperatura e a pressão do circuito.

4. Compare a pressão registrada com a tabela termodinâmica do refrigerante.

5. Faça a conversão da pressão em temperatura.

6. Subtraia a temperatura de saturação pela temperatura do vapor.

7. O resultado corresponde à quantidade de sub-resfriamento.

Agora, veja um exemplo do cálculo do sub-resfriamento:

∙ Fluido refrigerante R-22

∙ Pressão de descarga = 236 PSIG (temperatura de condensação = 45°C)

∙ Temperatura na linha de líquido = 40°C

∙ Sub-resfriamento = 45 – 40 = 5K

5 dicas para garantir o sucesso da medição

1. A válvula de expansão deve ser ajustada somente após a temperatura desejada encontrar-se em regime de operação normal e contínua. Ou seja, a temperatura do ambiente deve estar estabilizada.

2. Não se deve ajustar a válvula de expansão minutos antes ou após o período de degelo. Sobretudo, caso se escute um pequeno ruído. Isso pode indicar que a válvula não está em regime normal de funcionamento. Nessas condições, as leituras de temperatura não correspondem ao superaquecimento real.

3. Verifique se o bulbo da válvula de expansão está localizado na posição correta. Também é importante que ele esteja fixado adequadamente na tubulação de sucção, com braçadeira metálica, e isolado termicamente.

4. De acordo com os diâmetros da tubulação, o bulbo deverá ser montado na posição correspondente às agulhas de um relógio entre 1h e 4h.

5. O bulbo termostático da válvula de expansão deve estar isolado termicamente para evitar interferências do ar circulado no ambiente.

Antes de ir embora

Você acaba de conferir um esquema simplificado sobre a técnica de medição do superaquecimento e sub-resfriamento. Uma dica: ferramentas eletrônicas tornam a regulagem da câmara frigorífica bem mais fácil, assim como de outros equipamentos de refrigeração.

Recapitulando: o aquecimento adicional do gás saturado evita o deslocamento de líquido para o compressor. Da mesma forma, o resfriamento adicional do líquido saturado garante que o vapor não transite para a válvula de expansão. Tudo o que você precisa fazer para ampliar a vida útil do circuito de refrigeração é repetir o procedimento em dois momentos: quando o sistema é iniciado pela primeira vez, e sempre que a operação apresentar instabilidade.

Além de fabricar câmaras frias e trabalhar com os principais termoisolantes do mercado, a Frigelar também conta com uma equipe especializada no assunto. Quer saber mais? Entre em contato com a nossa Central de Atendimento.

Degelo elétrico ou degelo a gás quente: escolha do melhor sistema requer análise de variáveis

A única coisa em comum mesmo quando se fala em degelo é a condensação, inimigo temido em todo equipamento de refrigeração, onde sempre se busca eficácia e economia. Cientificamente, trata-se do efeito físico registrado sempre que a temperatura e a pressão atmosférica de um ambiente levam sua umidade latente a se condensar, provocando com isso o surgimento de uma camada superficial de gelo no evaporador e em outras partes importantes do conjunto.

Numa instalação frigorífica, onde cada segundo de funcionamento conta para a correta conservação de valiosas cargas, e a economia de energia elétrica é igualmente apreciada, o emprego de diferentes métodos de degelo é fundamental, cabendo a eles o papel de reverter a sempre nociva condensação. As modalidades normalmente praticadas são três: natural, elétrica ou a gás quente.

Entenda mais:

Degelo natural da câmara frigorífica

Como o próprio nome diz, este método conta com a força da natureza para realizar seu trabalho. Lembra muito aquilo que nossas mães e avós faziam quando ainda não havia os refrigeradores frost free. Isso mesmo, o jeito era deixar a geladeira desligada, com a porta principal e a do congelador ou freezer aberta, e esperar que o gelo derretesse pouco a pouco.

É justamente o tempo relativamente longo que esta forma de fazer o degelo leva que a torna nem sempre indicada, exceto em instalações com temperatura acima de OºC e onde não se tenha pressa para ver as placas indesejáveis desfeitas. O seu ponto forte, porém, é a economia de energia elétrica, pois o compressor fica desligado durante todo o processo.

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Degelo elétrico da câmara fria

Mas nem sempre é viável desligar um equipamento, sobretudo aquele onde os produtos são mantidos com temperaturas negativas e qualquer descuido pode resultar em grandes perdas, além da não menos danosa quebra da cadeia do frio. Para esses casos, a pedida é contar com resistências elétricas, que acionadas de tempos em tempos, derretem a condensação formada nos evaporadores.

Elas fazem isso sem qualquer interrupção no funcionamento da câmara frigorífica e de forma bem mais rápida que o método natural. Mas como tudo na vida tem dois lados, pesa um pouco contra o degelo elétrico o consumo de energia, que acaba se somando ao gasto normal do próprio equipamento ao refrigerar as mercadorias em seu interior.

Degelo a gás quente da câmara fria

Você deve estar pensando: será que existe algum sistema capaz de conciliar agilidade e economia? Talvez responda afirmativamente à sua pergunta o sistema a gás quente, encontrado nas instalações abaixo de 0ºC.

Neste caso, o derretimento da camada de gelo é provocado pelo ar quente da descarga do compressor, isto é, sem gasto extra de energia elétrica, e mais rapidamente em comparação às duas outras modalidades. Além disso, mantém a atividade ininterrupta da câmara.

Cada caso merece uma avaliação particular, onde o que decide o jogo é sempre a necessidade do cliente.

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Como evitar formação de gelo na câmara fria

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Refrigeração comercial: quando o gelo vira um vilão dentro da câmara fria

Embora um produto “estupidamente gelado” passe a ideia de êxito do equipamento que o deixou nesse estado, a formação excessiva de gelo tem sido uma tradicional inimiga de todos os refrigeristas quando o assunto é câmaras frias. Saiba mais sobre a formação de gelo em câmaras frigoríficas:

Nas câmaras de temperatura positiva, gotas formadas no teto são causas frequentes de pinga-pinga sobre as embalagens e a consequente perda de produtos. Podem ainda provocar acidentes, ao manter o piso molhado e escorregadio.

Já nas câmaras de temperatura negativa, o gelo também chega aos aletados do evaporador, provocando um problema a mais: o inevitável aumento no número de degelos e, consequentemente, do consumo de energia elétrica. É uma dor de cabeça que vai contra todas as metas atuais de boa manutenção.

Quanto maior a instalação, mais grave tende a ser esse assunto. Imagine os grandes centros de distribuição, por exemplo, onde câmaras gigantescas nunca são desligadas. O gelo que ali se acumula pode até comprometer a estrutura do teto, colocando em risco a câmara, todo o seu conteúdo e as pessoas trabalhando dentro e ao seu redor.

Formação de gelo na câmara fria: como evitar?

Uma série de medidas preventivas, colocadas em prática por empresas do setor experientes e confiáveis como a EOS, tem conseguido diminuir sensivelmente o número de situações desastrosas, causadas pela formação de gelo em câmaras frias.

A montagem de antecâmaras na entrada e na saída da câmara principal é uma dessas barreiras contra o fenômeno físico da condensação, ocorrido nas áreas limítrofes, entre frio e calor. O papel dessas antecâmaras é segurar a umidade do ar e resfriá-lo, antes de sua entrada na câmara, a cada novo abrir e fechar de portas. Quando isto não basta, existe ainda a opção adicional de recorrer à climatização e desumidificação com a ajuda de produtos químicos, como os discos de sílica gel.

Portas rápidas são igualmente bem-vindas, pois diminuem os períodos de abertura, principalmente com acionamento por aproximação, controle remoto ou botoeira, por exemplo. Mas lembre-se: elas não oferecem um isolamento eficaz, o que requer uma segunda porta, esta sim frigorífica, localizada logo após a área de carga e descarga, a fim de evitar a formação de gelo no interior da câmara e todos os problemas decorrentes disso.

Contudo, existe um fator fundamental, que vem antes até mesmo de todo avanço alcançado até aqui pela indústria de câmaras em nosso país: a conscientização dos responsáveis pela operação dessas áreas. As empresas fabricantes e usuárias, cada vez mais, esforçam-se para treinar o material humano envolvido na operação diária das câmaras frigoríficas.

Mesmo assim, sempre que possível, vale a pena lembrar o pessoal que trabalha na indústria, no varejo e nos centros de logística frigorificados, que manter a porta de uma câmara aberta por mais tempo que o necessário, por exemplo, também abre o caminho para grandes prejuízos em toda a cadeia do frio, chegando muitas vezes até a casa do consumidor. Boas práticas são benéficas e vantajosas para todos!

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EOS: novidades em plástico para Splits e câmaras frigoríficas chegam ao mercado

Você e eu sabemos muito bem que, mesmo não tendo eletrônica embarcada, certos itens de uma instalação ou reparo podem colocar em risco horas e horas de trabalho, assim como o investimento e – pior ainda – a segurança, tanto nossa quanto do nosso cliente, se não tiver a qualidade que deles se espera. Os suportes para Splits e os estrados plásticos para câmaras frigoríficas, dois componentes vitais e cuja confiabilidade é fundamental, são bons exemplos disso.

No dia a dia, eles podem parecer menos importantes. Contudo, na realidade, são capazes de evitar graves problemas, como vibrações e até a queda de condensadoras, o mesmo ocorrendo com as contaminações de alimentos resfriados e congelados armazenados em instalações de frio.

A boa notícia é que agora você pode encontrar esses produtos na Frigelar, contando com design e características exclusivas, desenvolvidas pela fábrica da EOS, que é o braço industrial da rede. A boa relação custo-benefício apresentada pelo plástico, comparativamente aos metais, é notável.

No caso dos suportes, a resistência mecânica – atestada por laudo técnico – fica por conta do uso de fibras de polipropileno, matéria-prima que, além de ser imune a oxidação, atende plenamente aos requisitos da norma NBR 16655, garantindo dessa forma a plena segurança do instalador e do usuário. É a escolha ideal para cidades litorâneas.
Sob o ponto de vista funcional, possuem diferenciais que incluem um novo encaixe para a cabeça do parafuso. Isso elimina aqueles verdadeiros malabarismos necessários à fixação da parte superior do suporte, evitando ao mesmo tempo que a porca inferior gire em falso, conhecido fator de demora extra na execução do serviço.

Com relação aos estrados para câmaras frigoríficas, a Frigelar está lançando em suas lojas espalhadas pelo país as placas EOS de 40 cm por 40 cm de largura e 5 cm de altura, nas cores cinza e branco. Os itens são criados na fábrica localizada na capital paraibana, João Pessoa. Igualmente testadas de forma rigorosa, para garantir a impossibilidade de ceder quando submetidas a cargas mais pesadas, são também construídas para evitar problemas sanitários, de acordo com o estabelecido pela Anvisa.

Ficou curioso? A Frigelar tem 48 pontos de venda Brasil afora, onde você poderá, já a partir da segunda quinzena de agosto, conferir pessoalmente essas novidades.

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Câmara frigorífica: em válvula de expansão termostática se mexe, sim

É bem provável que um dia alguém tenha falado algo mais ou menos assim, durante a instalação de uma câmara frigorífica: “para, para, para; a válvula de expansão termostática já vem regulada e se a gente mexer nela vai dar problema”. A exemplo do ocorrido em outras lendas, frases como esta acabaram se espalhando, e até hoje há técnicos que ainda acreditam nelas.

O certo, porém, é que este importante componente de um sistema de refrigeração sempre requer a intervenção de um profissional da nossa área, pois dificilmente a regulagem-padrão de fábrica corresponde com a realidade da câmara frigorífica já carregada. Além de produtos fora da temperatura desejada, regulagem de válvula termostática acima ou abaixo da ideal representa causa frequente de quebra do compressor, um autêntico pesadelo para qualquer usuário ou proprietário.

“A válvula de expansão termostática é responsável pela resposta de rendimento de outro item igualmente fundamental do sistema de frio, o evaporador”. Quem ensina é o engenheiro Eduardo Fraga, que coordena a área de Aplicação para Câmaras Frigoríficas da EOS, braço industrial da Frigelar especializado neste campo. Além de ter como função principal realizar diferencial de pressão necessário a aplicação destinada, as válvulas de expansão termostática já saem reguladas da fábrica com um superaquecimento variando na sua grande maioria de 3 a 7K.

Professor da Pós-Graduação em Refrigeração e Climatização da PUC do Rio Grande do Sul, Eduardo Fraga lembra ainda que este tipo de válvula cumpre sua importante função ao baixar a pressão e a temperatura do fluido refrigerante que chega a ela em estado líquido para ser pulverizado em forma de gotículas no evaporador. Já na saída do mesmo dispositivo, exerce a função de checar, por intermédio de um bulbo, se a troca térmica foi feita de forma adequada, isto é, se a diferença em relação à temperatura de entrada do fluido está correta, permitindo com isso ao refrigerista verificar com segurança o superaquecimento, cuja média se mantem em 12°C.

Manutenção da válvula de expansão termostática

Além da regulagem feita na válvula de expansão termostática, quando a câmara frigorífica recebe sua primeira carga após o dispositivo ser instalado, é muito importante o técnico ser acionado sempre que houver alguma mudança expressiva no perfil da câmara. Um caso típico desta situação é a entrada de novos produtos que necessitem de uma carga térmica diferenciada. Soma-se a isto o próprio volume total maior de mercadorias armazenadas no seu interior, sem falar em prováveis condições climáticas diversas dependendo da localidade e da própria frequência com que se abrem as portas de uma câmara frigorífica.

Tanto nesta hora quanto no início da operação de uma válvula de expansão termostática, o refrigerista precisa passar pelo menos uma hora conferindo o comportamento da câmara, já que existem variações de temperatura. Em função disso, muitas vezes tornam-se imprecisos os registros realizados em pequenos intervalos de tempo, sendo recomendável a realização de várias medições, até se chegar a uma média levantada em 60 minutos, no mínimo.

A grande dica, porém, para fazer bonito neste tipo de serviço é o recado dado no início desta matéria, ou seja: se você ainda tem, perca imediatamente o medo de mexer numa válvula de expansão termostática. Nossa atuação neste campo é fundamental para a boa preservação dos produtos perecíveis, assim como a satisfação de clientes que investem grandes somas com a finalidade de cumprir este autêntico compromisso perante o consumidor.

Veja também: Saiba a importância da flecha de ar do evaporador em câmaras frigoríficas

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Saiba a importância da flecha de ar do evaporador em câmaras frigoríficas

É fato: as câmaras frias são equipamentos essenciais para o armazenamento e conservação de diversos produtos com temperatura e umidade controladas, tais como alimentos, fármacos, flores, entre outros. Para a câmara frigorífica desenvolver bem o seu trabalho, é fundamental que seja bem desenvolvida. Uma das partes mais importantes é observar a flecha de ar do evaporador.

A câmara fria deve ter um tamanho suficiente para suportar toda a mercadoria, com espaço suficiente para a circulação do ar entre os produtos. A seleção dos equipamentos (unidade evaporadora, unidade condensadora e componentes) deve seguir todo o cálculo de carga térmica para o produto.

Algo muito importante no momento da escolha do evaporador é a quantidade de calor absorvido, vazão de ar e por último, mas não menos importante, a flecha de ar. E pra nos esclarecer sobre o assunto, conversamos com Alberto Paes, professor do SENAI.

Entenda a importância da flecha de ar nos evaporadores:

Afinal, o que é a flecha de ar em uma câmara fria?

Flecha de ar é a distância que o ar alcança com velocidade estabelecida para circulação pelo interior da câmara, a fim de manter a temperatura homogênea por todo o ambiente. A velocidade do ar que sai do evaporador perde força conforme ele se afasta do ponto inicial. Quanto maior a velocidade de saída, maior será a distância alcançada pelo ar. E, quanto mais “limpo” e direcionado for o fluxo de ar, menor será a resistência a ele e maior o alcance.

Esses aspectos podem ser aprimorados não apenas com o correto planejamento, mas também com o auxílio de equipamentos. A correta distribuição do ar frio pelos evaporadores garante uma manutenção homogênea da temperatura interna.

“Quando a flecha de ar é insuficiente ao projetado para a câmara, será problema na certa. Os pontos mais distantes terão temperatura superior aos pontos onde a flecha de ar atinge”, explica o professor. Paes faz uma alerta: “Temos que ter muita atenção com a flecha de ar, pois ela influencia diretamente no número de trocas de ar no interior da câmara”.

Vale a pena lembrar que o número de trocas que têm relação direta com a desidratação e apodrecimento dos alimentos. Os fabricantes de evaporadores fornecem, em seus catálogos, os dados técnicos para melhor atender o projeto da câmara fria, incluindo o número de trocas mínimo e máximo para o acondicionamento correto dos produtos.

Câmara frigorífica com umidade: quais são as causas e como resolver esse problema?

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Freezer ou câmara fria: qual é a melhor opção?

É importante levar em conta uma série de variáveis antes de indicar ao seu cliente a escolha com melhor relação custo-benefício.

Claro que se o volume de produtos a armazenar for pequeno não se deve pensar em câmaras, até mesmo em função do investimento inicial bem maior para adquiri-las.

Porém, quando existe uma quantidade razoável a estocar, possuir uma ou mais câmaras frigoríficas é sinônimo de organização, higiene e economia, tanto de energia elétrica quanto de espaço.

Um dia desses, por exemplo, eu estava fazendo compras na Frigelar e fiquei muito impressionado ao ver algumas câmaras frigoríficas que estavam expostas por lá.

A primeira coisa que me chamou a atenção foi a maior capacidade de armazenamento com uma menor ocupação de área. Quer dizer, num espaço inferior a seis metros quadrados elas permitem armazenar oito metros cúbicos, ou seja, o equivalente a 16 freezers, que precisariam de 22 metros quadrados para ser instalados.

Mas as vantagens não param por aí. O consumo de energia elétrica aumenta em proporção inferior e pode cair mais que a metade com a utilização da câmara em sua capacidade máxima.

Por fim, com esse tipo de equipamento sempre fica mais fácil manter os produtos organizados, em boas condições de higiene e manuseio, cumprindo à risca as exigências da Vigilância Sanitária.

Bem, espero que agora fique mais fácil orientar aquele cliente em busca da melhor solução para o seu negócio. Para receber mais informações sobre câmaras frigoríficas, clique aqui.