Selecionamento e cálculos de equipamentos

Selecionamento e cálculos de equipamentos

1 – Compressor

1.1 – Compressor de alta ou simples estágio

Definida a carga térmica de um determinado processo, câmaras, resfriamento ou congelamento de produtos, etc., definem-se os regimes de temperaturas de trabalho que deverão ser adotados para os compressores trabalharem.

As temperaturas do regime de trabalho que o(s) compressor(es) deve(rão) são:

- Temperatura de evaporação.

- Temperatura de condensação

A temperatura de evaporação deve ser sempre mais baixa que a temperatura do local ou processo a ser beneficiado, normalmente 5 a 10ºC de diferença. Se essa diferença de temperatura for muito pequena acarretará aumento na superfície de troca de trocadores de calor, ou se for muito grande acarretará ,em caso de evaporadores desumidificação, bloqueio por gelo, diferença pequena da temperatura entre entrada e saída de ar ou algum produto, não completando o ciclo de resfriamento necessário do processo.

Exemplo:

Temos uma carga térmica de uma câmara frigorífica calculada em 185.000 Kcal/h e temperatura interna de 0ºC, adotando -5ºC de temperatura de evaporação e +35 ºC temperatura de condensação.

No catálogo de compressor MYCOM, verificando a tabela de capacidade temos para o regime 190.200 Kcal/h com BHP de 65,9, com compressor N-8WA.

Se adotássemos o regime de -10ºC de temperatura de evaporação e+35ºC de temperatura de condensação, teremos o compressor N-4WB, com capacidade de 186.200 Kcal/h com BHP de 77,2.

Análise das duas situações:

No primeiro caso teremos um compressor de custo menor, com capacidade maior e potência menor, porem, teremos o trocador de calor seja evaporador ou outro tipo de trocador de calor com superfície maior, conseqüentemente de custo maior.

No segundo caso teremos um compressor de custo maior, com capacidade menor e potência maior, porem, teremos o trocador de calor menor com custo menor.

Outro aspécto que é muito importante no contexto de uma instalação que devemos considerar, é o custo operacional, o custo da energia elétrica que no caso está dando a diferença de 77,2 – 65,9 = 11,3 BHP.

Selecionado o compressor, após análise que deve ser criteriosa, ainda resta saber se ao invés de um compressor devêssemos instalar dois compressores de menor capacidade, para em caso de quebra ter um que consiga manter a temperatura ou funcionamento parcial .

A potência absorvida do trabalho do compressor expressado em BHP ( brake horse power ), é a potência que o compressor necessita para trabalhar dentro do regime estabelecido, porem, deveremos selecionar o motor elétrico de acionamento com um fator multiplicador, normalmente recomendado de 1,2 (20%) sobre o BHP para não só absorver as oscilações de regime, assim como, absorver as do fornecimento de energia elétrica local.

Portanto, HP do motor elétrico é calculado com a expressão:

Exemplo : ( Como não temos motor de 80 HP no catálogo

deveremos usar o de 100 HP).

Existe uma pequena diferença entre HP e CV, que na prática quase que não é considerado e nos catálogos de motores, a unidade mais usada é CV (cavalo vapor)

HP = 1,014 CV ou CV = 0,986 HP

A potência absorvida do trabalho do compressor pode ser expressado também em BKW, e nesse caso o motor deve ser selecionado convertendo-se o BKW em BHP usando-se o multiplicador 1,34 para termos em HP ou 1,36 para termos CV, e mais o fator multiplicador 1,2 para termos a potência do motor.

1.2- Compressor de baixa ou 1º estágio (Booster)

Quando o compressor opera em baixa temperatura ou baixa pressão, recomenda-se operar em dois ou mais estágios, para evitar a grande diferença de pressão entre a sucção e a descarga, provocando perdas em termos de energia e superaquecimento do gás da descarga diminuindo a viscosidade do óleo lubrificante danificando o compressor.

O selecionamento do compressor de “baixa” é igual ao do regime de “alta” pressão, porem, com os regimes apropriados para se operar em baixa temperatura.

As temperaturas consideradas baixas para operar em sistema de mais de um estágio são as abaixo de -25ºC.

A temperatura de condensação do(s) compressor(es) do primeiro estágio deve ser a temperatura de evaporação do(s) compressor(es) do segundo estágio, podendo esse(s) último(s), não ser(em) exclusivo(s) para operar(em) no segundo

estágio, mas operar(em) também em regime de outros lugares do sistema ou da

instalação, ou seja, se temos outro lugar com regime de -10 ºC, o(s) compressor(es) do segundo estágio pode(m) operar em paralelo com o(s) compressor(es) desse regime.

Entre os estágios deve ser previsto um resfriador intermediário, para resfriar o gás superaquecido da descarga do(s) compressor(es) do primeiro estágio, e o mesmo deve servir também para sub-resfriar o lìquido que se usará no regime de baixa temperatura, aproveitando-se o ganho que se consegue com a diferença de entalpia.

2 – Resfriador Intermediário ( R.I )

O resfriador intermediário deve ser dimensionado, levando-se em conta a carga térmica do regime de baixa temperatura ou a capacidade do(s) compressor(es), acrescido