Automatização na refrigeração ao alcance de todos

Sempre que abordamos o tema de automatização somos remetidos a exemplos de grandes obras, altos investimentos e necessidade de aplicar o que existe de mais moderno no mercado da refrigeração como válvulas de expansão eletrônicas, inversores de potência, servidores de dados, entre outros itens. No dia a dia dos técnicos, entretanto, essa não é a realidade da maioria das instalações que realizam, onde normalmente há um baixo orçamento para apresentar um grande resultado.

Este artigo tem por objetivo mostrar de que maneira a utilização de controladores digitais, atualmente indispensáveis na automatização da cadeia do frio, garante aos clientes um bom índice de eficiência do seu sistema, com um baixo investimento, gerando economia de energia elétrica, diminuição das perdas e de manutenções corretivas.

A principal função de um controlador é manter a temperatura no ponto desejado. Porém, ao longo do tempo, os fabricantes foram distanciando cada vez mais o instrumento digital do seu antecessor mecânico agregando novas funcionalidades que permitem, por exemplo, automatizar o degelo do evaporador, monitorar portas, evidenciar situações de alarme e até mesmo conectá-los em uma rede para monitorar remotamente a instalação. Como se vê, são várias as vantagens conseguidas com a versão digital, mas para que a economia realmente ocorra é importante saber utilizar todas estas funções:

  • Set Point e Histerese

São as funções básicas dos controladores de temperatura.

O Set Point é a temperatura onde desejamos o corte da geração de frio, ou seja, a temperatura desejada e a Histerese é a diferença de temperatura para que o compressor volte a conectar.

As duas funções juntas formam o range de temperatura em que o produto será armazenado e definirão o quanto o sistema precisará operar para manter essa temperatura. Levar em consideração o produto a ser armazenado no momento da programação é de fundamental importância, pois cada produto possui suas características e, assim, Set Point, Histerese, tempos de refrigeração e degelo podem variar. Quanto maior a Histerese, menos acionamentos haverá no sistema, gerando assim, economia de energia e um menor desgaste nos compressores.

Alguns modelos de controladores possuem os chamados Set Point econômicos – acionados por um botão externo-, tempo de porta fechada, agenda de horário e até mesmo calculam a diferença de temperatura dos sensores de temperatura. Sempre que o produto permitir ele pode ser programado para que, em momentos onde não haja troca térmica significativa, como por exemplo à noite ou em finais de semana, mudemos o ponto de controle garantindo, novamente, menos arranques e tempo de sistema ligado, prolongando a vida útil dos equipamentos.

Também é importante lembrar que sempre existem formas de bloqueio no controlador para proteger o sistema e evitar que usuários finais não habilitados façam alterações indevidas.

Imagem de um gráfico mostrando Set Point e Histerese normal e depois mudando para econômico:

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  • Programação do degelo

Controladores para baixas temperaturas possuem sempre o sensor que serve para identificar o acumulo de gelo no evaporador. Portanto, esta sonda deve ser instalada dentro do evaporador, de preferência no local onde inicie a formação de gelo (será o local onde haverá mais gelo no momento do degelo), distante o suficiente de resistências ou serpentina, para evitar interferência na informação do sensor devido ao calor gerado neste ponto.

Este sensor no evaporador é o segredo para conquistarmos uma grande economia, pois é ele que determinará o final do degelo sempre por uma temperatura, e não por um tempo fixo. Para isso, deve-se programar a temperatura de final do degelo, ou seja, com qual temperatura o evaporador já está limpo. Assim, não haverá uso extra das resistências/gás quente, garantindo que mesmo com diferentes níveis de gelo no evaporador o degelo será sempre com o menor tempo possível.

São três formatos encontrados para a realização do degelo. O primeiro e mais simples é iniciar o degelo após decorrido o tempo de refrigeração (função parametrizável) e terminá-lo por temperatura (descrito no parágrafo anterior). O segundo é iniciado por uma agenda de degelo, na qual determinamos em que horário e dia da semana se quer os degelos, terminando por temperatura. Já o último é o que alcança o maior nível de economia, iniciando e terminando por temperatura. Neste formato, o sensor também indicará quando a presença de gelo já chegou ao ponto de necessitar de um degelo.

Exemplo de um funcionamento perfeito dos ciclos de refrigeração:

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Após o termino do degelo existe outra função importante que é o tempo de drenagem ou gotejamento. É um tempo programado para que a água proveniente do degelo saia do aletado e da bandeja, evitando seu congelamento que pode até mesmo romper tubulações do evaporador. Em casos congelamento na bandeja o dreno pode ser bloqueado, dificultado a drenagem no próximo ciclo de degelo, fazendo com que a água proveniente deste ciclo escorra para fora do evaporador.

Para que o sistema estabilize as pressões é importante programar a temperatura para retorno do ventilador, assim ajudamos o sistema a estabilizar mais rápido as pressões, forçando-o menos.

A programação adequada do degelo garante economia de energia conforme o exemplo de um caso real de uma empresa no Brasil:

Uma câmara fria estava sem controlador e seu degelo era realizado por timer, ajustado para oito degelos de 20 minutos por dia, utilizando uma resistência elétrica de 4500W.  Programamos um controlador com degelo começando e terminando por temperatura e obtivemos os seguintes resultados:

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  • Alarmes e entrada digitais

Os controladores possuem entradas digitais e saídas para alarme as quais alertam o usuário a tempo de que possam tomar uma ação antes de perder a mercadoria armazenada. As entradas digitais são contatos secos acionadas por chaves de fim de curso, micro switches ou qualquer sensor que tenha contato seco. Normalmente podem ser configuradas para receber sinais externos de porta aberta que evita desperdício de frio, pressostatos de segurança, termostatos ou até mesmo alarmes manuais.

Para que não se concentre a informação somente no display existem as saídas que podem conectar lâmpadas ou sirenes, ou ainda acionar um sistema de refrigeração de backup, alternativo ao que falhou.

Ainda existem alarmes de temperatura alta ou baixa, final de degelo por tempo e sensor de temperatura desconectado.  Há também o alarme remoto, muito utilizado em instalações onde existe um sistema de gerenciamento, que pode chegar diretamente ao celular do técnico garantindo a rapidez na ação sem precisar do descolamento físico, pois os parâmetros podem ser alterados pelo computador ou celular. Com todo o sistema monitorado por alarmes locais ou remotos, as chances de perda de produto são mínimas e o tempo de sistema em manutenção diminui bruscamente.

  • Sistemas de administração

Atualmente, a nova tendência entre os instaladores do mundo todo é o gerenciamento a distância de suas instalações. Apesar de ser um sistema muito simples de ser implantado e trazer diversos benefícios e facilidades para instaladores e clientes final, o assunto ainda deixa muitas dúvidas para quem trabalha no mercado.

Utilizado no passado somente por grandes redes de supermercado, devido o elevado valor que se tinha para aquisição e implantação do software, nos últimos anos o sistema de gerenciamento via computador passou a ser destaque também nas instalações de menor porte, agregando valor e tecnologia de ponta.

Funciona através de um programa (software) que pode ser instalado em qualquer computador e que, por meio de uma interface, se conecta aos instrumentos de uma determinada instalação. A interface é responsável por converter os dados dos instrumentos de maneira que o programa instalado no computador leia os parâmetros da instalação, estabelecendo uma ligação direta entre eles (figura 1).

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Fig. 1 Modo de Instalação de um sistema de administração via Internet

              Essas particularidades permitem obter em tempo real um controle total em uma instalação de refrigeração, seja pelas variáveis medidas no momento, através de relatórios (gráfico e/ou texto), alteração de todos os parâmetros configuráveis do instrumento, agendamento de mudanças nas funções (macros), agendamento de degelos, entre outros.

Adicionando uma conexão via internet ao computador, obtemos o gerenciamento a distância da instalação, com as mesmas vantagens citadas anteriormente, somando-se o envio de alarmes para celulares e e-mail’s cadastrados no programa, alertando assim as equipes de manutenção ou a quem for necessário. Alguns programas também possuem uma versão que pode ser instalada em celulares, tendo as mesmas funcionalidades do sistema a distância pelo computador. Ou seja, é possível não só monitorar a instalação como também agir a distância alterando parâmetros. Sendo assim, o sistema de administração de instalações de refrigeração é divido em três módulos:

  • Local: quando o computador está conectado fisicamente às instalações, ou seja, diretamente ligado aos controladores;
  • Remote: quando o computador que fará o gerenciamento a distância, via internet, comunicando-se com o módulo Local;
  • Mobile: é o gerenciamento via celular comunicado diretamente com o módulo Local.

Indiferente de trabalhar com o software de gerenciamento direto no computador (modo Local), pela internet (modo Remote) e pelo celular (modo Mobile), a precisão e funcionalidade de quem opera é a mesma de quem configura direto no instrumento.

Conhecendo bem o programa de computador escolhido para este tipo de trabalho, podemos ampliar as variáveis a serem controladas e monitoradas, como por exemplo, a energia elétrica. Neste sistema, podemos proteger as instalações e/ou equipamentos contra danos causados por flutuações inesperadas na rede elétrica, falta de uma ou mais fases, sub e sobretensão, além de dar a possibilidade de armazenar os dados referentes as variações de tensão da rede elétrica, para posterior consulta.

Outra grande vantagem para instaladores que utilizam este sistema é a possibilidade de controlar as instalações dos clientes direto de casa ou do escritório, ganhando tempo por  não precisar se deslocar até o instrumento para configurá-lo.

            Com a crescente procura no mercado, alguns fabricantes da área da refrigeração já disponibilizam gratuitamente o programa para monitoramento de seus instrumentos. Uma excelente oportunidade de agregar mais valor e tecnologia às instalações.

Novas tecnologias são sempre bem vindas, mas utilizar corretamente as que já temos disponíveis é fundamental. A simples aplicação de controles digitais já nos permite trabalhar em muitos pontos a automação da cadeia do frio. Como vimos, saber escolher o controle adequado para a aplicação necessária e utilizar suas funções na totalidade garantem altos níveis de economia de energia, alcançando até 40% comparado a sistemas sem automação digital.

São raros os casos onde o cliente final conhece as possibilidades e níveis de economia que pode conquistar. E oferecer o melhor a este cliente é a principal forma de sermos reconhecidos como empresas/técnicos competentes, qualificados e diferenciados.

 

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