Um único medidor pode informar muito a um técnico da planta sobre um chiller. O superaquecimento é uma dessas leituras. Ele mostra diretamente como o evaporador, o dispositivo de medição e o compressor estão se comportando juntos. Lendo o valor corretamente, você percebe uma alimentação incorreta, uma válvula ruim ou carga baixa muito antes que ocorra uma parada.

O que é superaquecimento

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O superaquecimento mede quão quente está o vapor do refrigerante acima de sua temperatura de saturação na mesma pressão. O evaporador ferve o refrigerante líquido em vapor. Qualquer calor adicionado após a ebulição aumenta a temperatura do vapor, e esse aumento é o superaquecimento. Um pequeno número positivo garante que o compressor veja apenas vapor. Um número muito pequeno ou muito grande sinaliza problema.

Como calcular o superaquecimento em um chiller

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Passo 1: Meça a pressão de sucção na saída do evaporador ou no ponto de serviço de sucção do compressor. Use um manômetro de baixa pressão ou um transdutor de pressão.
 
Passo 2: Converta essa pressão para a temperatura de saturação do refrigerante em uso. Use um gráfico PT ou a tabela de consulta no aplicativo de serviço.
 
Passo 3: Meça a temperatura real na linha de sucção próximo ao mesmo ponto. Use um termômetro de garra ou um termopar com bom contato.
 
Passo 4: Subtraia a temperatura de saturação da temperatura medida na linha. A diferença é o superaquecimento.
 
Se a pressão de sucção corresponder a uma temperatura de saturação de 40 ℉ e a linha de sucção marcar 48 ℉, então o superaquecimento é 8 ℉. Isso indica que o evaporador deixou o refrigerante totalmente vaporizado e adicionou oito graus de calor de vapor antes do compressor.

Por que um chiller tem superaquecimento

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O superaquecimento existe porque o refrigerante absorve mais energia depois que a última gota de líquido ferveu. Várias condições de campo podem alterar esse valor.

Causas comuns do aumento do superaquecimento

• Um dispositivo de medição que fornece pouco refrigerante causa superaquecimento alto.
• Baixa carga de refrigerante reduz o inventário do evaporador e aumenta o superaquecimento.
• Fluxo excessivo de água gelada reduz o calor absorvido por passagem e aumenta o superaquecimento.
• Tubos do evaporador sujos reduzem a transferência de calor e aumentam o superaquecimento.
• Fixação ruim do sensor ou bulbo solto faz com que a válvula responda incorretamente e altera o superaquecimento.

Causas comuns de baixo superaquecimento

• Uma válvula que fornece refrigerante em excesso empurra uma mistura de líquido e vapor para fora do evaporador e reduz o superaquecimento.
• Uma válvula presa aberta ou uma configuração incorreta em uma válvula eletrônica pode causar o mesmo efeito.
• Uma carga pesada repentina pode reduzir temporariamente o superaquecimento até que o laço de controle reaja.
 
Além disso, observe superaquecimento e sub-resfriamento juntos. Superaquecimento baixo com sub-resfriamento alto muitas vezes significa superalimentação. Superaquecimento alto com sub-resfriamento baixo frequentemente indica carga baixa. Esses dois valores orientam ações corretas mais rapidamente do que apenas leituras de pressão.

Como o superaquecimento afeta o desempenho do chiller

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Risco de segurança do compressor

Se o superaquecimento for muito baixo, o líquido pode alcançar o compressor. Líquido não pode ser comprimido. A chegada de líquido causa choque mecânico e diluição do óleo. O dano pode ser imediato ou se manifestar como vida útil reduzida.

Impacto na capacidade e eficiência

Se o superaquecimento for muito alto, o evaporador não usa sua superfície de forma eficaz. Menos refrigerante está fervendo a qualquer momento. A capacidade de resfriamento cai e o chiller funciona por mais tempo para atingir o ponto de ajuste. O consumo de energia aumenta e a qualidade da água gelada sofre.

Comportamento do controle do processo

O superaquecimento flutuante muitas vezes se manifesta como temperatura da água gelada instável. Os controles atuam mais. Processos que precisam de controle preciso de temperatura começam a produzir mais rejeitos.

Como ajustar o superaquecimento em um chiller

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O primeiro passo é medir e registrar a linha de base. Registre a pressão de sucção, temperatura de sucção, temperatura da linha líquida e sub-resfriamento em carga estável. Deixe a máquina funcionar até que os valores se estabilizem.

1 Verifique primeiro o lado da água

Confirme a velocidade da bomba e o fluxo de água gelada. Verifique se os filtros e telas estão limpos. Confirme as temperaturas de aproximação no evaporador. Se o fluxo de água ou a transferência de calor estiverem incorretos, não altere ainda a válvula.

2 Ajuste o dispositivo de medição

Para uma válvula de expansão térmica, ajuste o superaquecimento em pequenos passos. Gire o parafuso de ajuste um quarto de volta e aguarde a estabilização do sistema. Registre o novo superaquecimento. Repita até atingir a faixa desejada.
 
Para uma válvula de expansão eletrônica, use o controlador para definir o ponto de ajuste do superaquecimento e verifique a resposta da válvula. Ajuste os parâmetros PID somente se a válvula oscilar ou se mover muito devagar.

3 Faixas alvo a atingir

A maioria dos chillers industriais funciona bem com superaqueecimento na saída do evaporador entre 5 e 10 ℉. Isso é cerca de 3 a 6 ℃. O ponto de ajuste correto depende do tipo de máquina, do refrigerante e do perfil de carga.

4 Verifique com testes de sub-resfriamento e carga

After adjustments, check subcooling at the condenser and confirm capacity at typical load conditions. Run a low load and a moderate load test and log results. If superheat holds and subcooling looks consistent the charge and metering are likely correct.

5 Fique atento às armadilhas comuns

• A sensor that drifts gives false superheat values.
• A thermocouple that is loosely taped or a bulb that sits on insulation is a frequent mistake.
• An electronic valve that has lost its reference will never reach the right superheat until it is recalibrated.

Conclusão

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