Nível 1: Sistema com tubo capilar. Um sistema com tubo capilar é um circuito de refrigeração relativamente simples, constituído pelos componentes mais básicos, tais como, compressor, evaporador, condensador e tubo capilar (dispositivo estrangulador). Estes são os componentes essenciais para um circuito de refrigeração e na falta de qualquer um deles, o circuito não funciona. Este tipo de circuito encontra-se normalmente na refrigeração doméstica, nomeadamente frigoríficos e congeladores. Para este tipo de aplicação, podem ser utilizados os compressores Danfoss SC, FR, NL ou TL e suas variantes. O controlo mais comum para estes equipamentos é o termostato Danfoss tipo 077B. O termostato é responsável por ligar e desligar o compressor, em função da temperatura do bolbo do sensor.

Nível 2: Sistema com válvula de expansão. Na refrigeração comercial utiliza-se com frequência o sistema com válvula de expansão. A principal diferença em comparação com o tubo capilar, é a utilização de uma válvula de expansão para controlo da quantidade de refrigerante fornecido ao evaporador. As válvulas de expansão, como as Danfoss tipo TU, TC, T2 –T55, PHT entre outras, utilizam o sobreaquecimento como parâmetro de controlo, o que significa um óptimo controlo do fornecimento de refrigerante ao evaporador, mesmo com a variação da carga térmica. Para este sistema, são utilizados principalmente os compressores recíprocos Danfoss tipo MTZ, MT ou Scroll tipo SZ ou SM. São também muito utilizados os modelos SC e GS. Estes sistemas podem ser controlados por um ou mais termostatos Danfoss tipo KP.

Nível 3: Circuito de refrigeração com unidade condensadora.

Para reduzir o trabalho de montagem de um sistema com válvula de expansão é mais aconselhável a instalação de uma unidade condensadora, incluindo o compressor, o condensador e o depósito de líquido. As unidades condensadoras “Optyma” podem ser utilizadas na maioria dos sistemas comerciais. Neste nível, é necessário adicionar o filtro secador e o visor de líquido.

O filtro secador é geralmente utilizado em sistemas “não amónia”, e é também aplicado nos níveis 1 e 2, atrás descritos.

Tal como o filtro secador, o visor de líquido pertence também aos componentes básicos de um sistema com válvula de expansão.

Nível 4: Circuito de refrigeração com válvula solenóide na linha de líquido.

Para parar o sistema por “Pump Down” deve ser colocada uma válvula solenóide na linha de líquido.

O modelo mais utilizado é a válvula Danfoss EVR, com a qual se pode esvaziar o evaporador antes de desligar/parar o compressor, isto é, fechar a válvula, continuando o compressor em funcionamento. Um pressostato de baixa pressão tipo KP 1 desliga/pára o compressor quando é atingida a pressão de corte de baixa. A temperatura é controlada por um termostato electrónico, tipo Danfoss EKC, que inclui opções como alarme, indicador de temperatura e controlo de descongelação.

Este tipo de controlador electrónico de temperatura, pode também ser utilizado nos sistemas anteriores.

Nível 5: Circuito de refrigeração com válvula reguladora de pressão de evaporação.

Com a introdução da válvula reguladora de pressão Danfoss tipo KVP é possível limitar a pressão de evaporação a um valor mínimo necessário.

Desta maneira, a temperatura mínima, por exemplo de um arrefecedor de água, pode ser ajustada abaixo do ponto de congelação, sem que o evaporador seja danificado pelo gelo.

A válvula reguladora de pressão de evaporação funciona regulando a passagem de gás pela linha de aspiração para que a capacidade do sistema se equilibre com a carga do evaporador.

Este limite mínimo pode ser ajustado para se adaptar à função da válvula reguladora.

Nível 6 – Circuito de refrigeração com regulação da pressão de condensação.

A novidade neste nível é a regulação da pressão de condensação. Isto é possível com a utilização de uma válvula reguladora de pressão de condensação tipo KVR. Esta deve ser montada entre o condensador e o depósito, evitando que a pressão de condensação seja inferior à pressão mínima aceitável. Especialmente nos períodos frios, a pressão de condensação tem tendência para descer a níveis demasiado baixos. Este tipo de regulação pode ser feito com o uso de um variador de velocidade do ventilador, tipo RGE. Este, aumenta a velocidade do ventilador com o aumento da pressão de condensação que, por sua vez, aumentará o caudal de ar que passa no condensador fazendo baixar a pressão de condensação. O variador de velocidade do ventilador juntamente com a válvula reguladora de pressão KVR mantém uma pressão estável em todos os períodos. Juntando uma válvula reguladora de pressão do depósito de líquido, tipo NRD, fica assegurado um arranque sem problemas mesmo nos períodos frios.

Nível 7 – Circuito de refrigeração com regulação da pressão de condensação, pressão do cárter e pressão de aspiração. Neste nível tentaremos ilustrar a melhor variante de funcionamento da regulação da pressão de condensação. Neste caso a válvula KVR é instalada na linha de gás quente e a NRD controla a pressão no depósito de líquido. Este regulador de pressão com ajustes fixos evita erros na fase de montagem já que não é fácil realizar, nos períodos quentes, o ajuste correcto em reguladores variáveis. A válvula de retenção NRV, na linha de condensação constitui a principal dificuldade ao ajuste anterior. Todo o conjunto é assistido por um variador de velocidade do ventilador tipo RGE. A válvula reguladora de pressão do depósito NRD assegura que o refrigerante passe o condensador frio durante o arranque, nos períodos frios, até que a pressão estabilize e se atinjam as condições normais de funcionamento. A válvula de retenção NRV evita o retorno de gás ao condensador. Este sistema permite criar um rápido aumento da pressão antes da válvula de expansão, mesmo nos períodos frios. Também se deve instalar um regulador da pressão do carter tipo KVL, para proteger o compressor de baixa temperatura NTZ contra altas pressões de aspiração.

Nível 8 – Circuito de refrigeração com dois evaporadores e descongelação por gás quente.

Visto pelo lado da poupança de energia, este sistema com vários evaporadores é uma boa solução. Contudo, o sistema requer alguns esforços de planeamento e montagem. Entre outras coisas vai precisar de um regulador diferencial de pressão na linha de gás quente (pode ser uma válvula principal ICS ou PM com os pilotos CVPP e EVM ) para gerar uma pressão diferencial “artificial” na fase de descongelação entre as linhas de gás quente e de líquido, garantindo um caudal necessário através dos evaporadores em descongelação. É também instalada uma válvula de solenóide de alimentação, normalmente uma EVR e, ainda, uma válvula de retenção na direcção oposta em paralelo com a válvula de expansão. O fluxo invertido (gás quente) no evaporador em descongelação é assegurado ao manter um diferencial de pressão (i.e. 1,5 bar) e o gás quente necessário para a descongelação é produzido pelos outros evaporadores trabalhando em arrefecimento. O refrigerante condensado regressa à linha de líquido por intermédio da válvula de retenção e pode ser injectado pelas válvulas de expansão de novo num outro evaporador em condições normais de funcionamento. É preciso ter cuidado no arranque depois da descongelação. Dever-se-á utilizar uma válvula PMLX que abre em 2 passos. Primeiro só a cerca de 10da capacidade máx. e só um pouco mais tarde, quando a pressão diferencial baixar, toda a capacidade disponível passará através da válvula.

Nível 9 - Chiller

Até agora só temos falado em sistemas de refrigeração ar-ar. Sistemas ar-ar significam o transporte de calor/energia em forma de ar do interior (dentro de uma câmara frigorífica) para o exterior. Existem outros fluidos que podem ser arrefecidos e, entre eles, a água tem um lugar especial. Os chillers são usados para arrefecer água para utilização em diversas aplicações, como por exemplo, no ar condicionado. O evaporador, neste caso um permutador de calor, permuta calor da água para o refrigerante. No lado do refrigerante uma regulação de capacidade com bypass de gás quente (neste caso uma CPCE e um misturador de gás quente LG) introduz gás na linha de injecção antes do permutador de calor. Esta combinação assegura que a temperatura de evaporação não desça além do ponto de congelação da água, e ajusta a capacidade de arrefecimento. No lado da água, uma bomba faz passar a água no permutador de calor, e um termostato (KP) juntamente com um interruptor de fluxo (FQS) evitam o aparecimento de gelo no evaporador.

Nível 10 –

Circuito de refrigeração com condensador arrefecido por água, regulação de temperatura

e passagem de gás quente com válvula de injecção.

Tal como o evaporador no nível anterior, também o condensador pode trabalhar com outros fluidos para além do ar. Neste exemplo podia ser usada a corrente de um rio para arrefecer o condensador de uma grande instalação de refrigeração industrial. Estes tipos de condensadores podem ser bastante compactos, embora não acrescentando calor extra à sua volta e podem ser usados em muitos, muitos lugares. Neste exemplo também se usa uma regulação de temperatura, com um EKC 368 controlando uma válvula de aspiração controlada por um motor stepper. Desta maneira a temperatura do fluxo de ar pode ser controlada com muita precisão. Se a KVS estrangular demasiado o refrigerante, pode-se criar um bypass de gás quente na linha de aspiração com um regulador de capacidade KVC. Se com isto a temperatura de aspiração se tornar demasiado quente, a válvula de injecção começa a injectar liquido refrigerante na linha de aspiração.