Neste post, continuaremos nossa discussão sobre como dimensionar a tubulação de refrigerante. Este treinamento foi desenvolvido para ser o mais simples e prático possível, fornecendo a você o conhecimento necessário para dimensionar a tubulação de refrigerante de forma correta e precisa. Analisaremos os aspectos importantes desse processo, incluindo a determinação do tamanho do tubo, queda de pressão e outros fatores. Com este treinamento abrangente, você sairá com confiança para dimensionar a tubulação de refrigerante em qualquer situação.
Dimensionamento de Linhas de Refrigerante
Os capítulos 41 e 2 do manual ASHRAE HVAC Systems and Equipment incluem dimensionamento para sucção, descarga e linhas de líquido para refrigerantes usados com frequência. As mudanças na temperatura de sucção saturada (SST) são 0,5, 1 e 2°F (0,28, 0,56 e 1,7°C) para as linhas de sucção e descarga e 1°F (0,56°C) para as linhas de líquido. Esses dados são baseados em uma temperatura de condensação de 105°F (40,6°C) para equipamentos refrigerados a água e devem ser ajustados para outras temperaturas, como as de equipamentos refrigerados a ar (normalmente 120 a 125°F [48,9 a 51,7°C C]). Além disso, as tabelas assumem um comprimento de 100 pés (30,5 m) de comprimento de tubo equivalente, mas a queda de pressão real pode ser deduzida das equações das tabelas de acordo com o comprimento real da aplicação.
A temperatura de sucção saturada é baseada na pressão que sai do evaporador e representa a temperatura do refrigerante como um gás sem superaquecimento. A temperatura real do refrigerante saindo do evaporador será maior do que isso. A diferença entre as duas temperaturas é chamada de superaquecimento.
Comprimento equivalente para linhas de refrigerante
As tabelas a seguir fornecem informações para estimar comprimentos equivalentes. O comprimento equivalente real é estimado calculando o comprimento do caminho em pés (metros) que a tubulação seguirá e adicionando as quedas de pressão das conexões e/ou acessórios ao longo desse comprimento. As tabelas fornecem quedas de pressão em pés equivalentes de tubo reto para conexões e acessórios.
Por exemplo, em “Comprimento Equivalente para Conexões“, vemos que um cotovelo de raio longo de 22 mm (7/8 pol.) tem uma queda de pressão equivalente a 0,43 m (1,4 pés) de tubo reto de cobre.
Como determinar o comprimento equivalente
Calcule o comprimento equivalente da linha de líquido para a seguinte unidade de condensação com unidade de tratamento de ar DX:
A linha líquida é composta pelos seguintes elementos:
- •22 pés (6,7 m) de tubulação de 1-3/8 polegadas (35 mm)
- 7 cotovelos de raio longo
- 1 filtro secador
- 1 visor
- 1 válvula de isolamento tipo globo
Para determinar o comprimento equivalente para os acessórios de refrigerante, use Tabela 1 e Tabela 2).
Como dimensionar linhas de líquido
Dimensione as linhas de líquido refrigerante e determine o subresfriamento necessário para evitar o flashing na válvula TX para a unidade de condensação com a unidade de tratamento de ar DX mostrada no exemplo anterior. O sistema:
- Usa R-410A
- Tem canos de cobre
- O evaporador opera a 40°F (4,4°C)
- O condensador opera a 120°F (48,9°C)
- A capacidade é de 60 toneladas (211 kW)
- O equivalente da linha de líquido é de 113,6 pés (34,64 m)
- Tem um riser de 20 pés (6,1 m) com o evaporador acima do condensador
O primeiro passo no dimensionamento da linha de líquido é estimar o tamanho dos tubos necessários para o sistema. Segue-se o cálculo do diferencial de temperatura real (∆T) entre o equipamento e o espaço a ser servido. A queda de pressão real da tubulação deve então ser calculada e a queda de pressão total determinada. A pressão saturada de R-410A na válvula TX, a temperatura de saturação na válvula TX e o subresfriamento necessário para o líquido saturado na válvula TX também devem ser determinados. Por fim, deve-se calcular o subresfriamento necessário para o funcionamento adequado. Seguir essas etapas garantirá que o sistema seja projetado corretamente e opere com eficiência.
Etapa 1 - Estimar o tamanho do tubo
Para descobrir o tamanho do tubo de linha de líquido para uma unidade de 60 toneladas, consulte a tabela a seguir. De acordo com a tabela, um tubo de 1-3/8 polegadas (35 mm) seria adequado para uma unidade de 79,7 toneladas (280 kW). Observe que as condições da tabela (comprimento equivalente e temperatura de condensação) diferem das condições de projeto.
Etapa 2 - Calcular ∆T real
Podemos calcular a diferença de temperatura de saturação com base nas condições de projeto:
`{:[DeltaT_(“Actual “)=DeltaT_(“Table “)[(” Actual Length “)/(” Table Length “)][(” Actual Capacity “)/(” Table Capacity “)]^(1.8)],[DeltaT_(“Actual “)=1^(@)F[(113.6ft)/(100.0ft)][(60.0” Tons “)/(79.7” Tons “)]^(1.8)=0.68^(@)F],[{: Delta DeltaT_(“Actual “)=0.56^(@)C[(34.64(” “m))/(30.48(” “m))][(211(” “kW))/(280(” “kW))]^(1.8)=0.39^(@)C]]:}`Etapa 3 - Calcular a queda de pressão real na tubulação
Conforme Tabela 3, a queda de pressão para queda de temperatura de saturação de 1°F (0,56°C) com um comprimento equivalente de 100 pés é de 4,75 PSI (32,75 kPa). A queda de pressão real da tubulação é determinada usando a equação:
`{:[” Pressure “” Drop “_(“Actual “)=” Pressure Drop “_(“Table “)[(DeltaT_(“Actual “))/(DeltaT_(“Table “))]],[[” Pressure Drop “p_(“Actual “)=32.75kPaquad[(0.39^(@)C)/(0.56^(@)C)]=22.81kPa]],[]:}`Etapa 4 - Calcular a queda de pressão total
Em seguida, para determinar a queda de pressão total, usamos Tabela 4, e lembre-se de que o riser tem 20 pés. Para o R-410A, a queda de pressão é de 0,43 PSI por pé (9,73 kPa/m).
`” Pressure Drop from the Riser “=” Pressure Drop “xx(” Refrigerant Pressure Drop “)/(ft)`
Queda de pressão total = Queda de pressão real + Queda de pressão do riser
Queda de pressão total = 3,23 PSI + 8,6 PSI = 11,83 PSI
Queda de pressão total = 59,35 kPa + 22,81 kPa = 82,16 kPa
Etapa 5 - Determine a pressão saturada de R-410A na válvula TX
Usando as tabelas de propriedades do refrigerante que podem ser encontradas em HVAC-ENG.COM ou referências como ASHRAE, a pressão saturada para R-410A a 120°F é 433 PSIA (absoluto) (2985 kPaA). Para calcular a pressão de saturação na válvula TX, tomamos a pressão saturada de R-410A a 120°F e subtraímos a queda de pressão total.
Pressão SaturadaVálvula TX = Pressão Saturada120°F - Queda de pressão total
Pressão SaturadaVálvula TX = 433,0 PSIA - 11,83 PSIA = 421,17 PSIA
(Pressão SaturadaVálvula TX = 2985,0 kPa – 82,15 lPa = 2902,85 kPa)
Etapa 6 - Determinar a temperatura de saturação no TX
Válvula
Voltando às tabelas de propriedades de refrigeração, a temperatura de saturação na válvula TX pode ser interpolada usando a pressão de saturação na válvula TX (421 PSIA). A temperatura de saturação na válvula TX é de 117,8°F.
Etapa 7- Determinar o subresfriamento necessário para o líquido saturado na válvula TX
O subresfriamento necessário para ter líquido saturado na válvula TX pode ser encontrado por:
Subresfriamento = Temperatura de Saturação Real - Temperatura de SaturaçãoVálvula TX
Subresfriamento = 120,0°F - 117,8°F = 2,2°F
Etapa 8- Determine o subresfriamento necessário para operação adequada
2,2°F é a quantidade de subresfriamento necessária para ter refrigerante líquido saturado na válvula TX. Qualquer coisa menos, e o refrigerante começará a piscar e a válvula TX não funcionará corretamente. Para que as válvulas TX funcionem corretamente e evitem a vibração do diafragma, deve haver um subresfriamento adicional de 4°F na válvula TX.
Requisito de Subresfriamento = Temperatura da Válvula TX + Temperatura Mínima do Sistema
Requisito de subresfriamento = 2,2°F + 4,0°F = 6,2°F
Nos próximos posts, estaremos discutindo tópicos relacionados a óleo refrigerante, dimensionamento de linha de sucção, retorno de óleo em risers de sucção e descarga, válvulas de expansão térmica, bypass de gás quente, dimensionamento de linha de bypass de gás quente, válvulas de bypass de gás quente, como dimensionar um linha de desvio de gás quente, detalhes da instalação, bombeamento, isolamento da tubulação, instalação da linha de refrigerante, operação em ambiente baixo, ciclo do ventilador e controle de velocidade do ventilador, projeto de inundação do condensador, segurança e meio ambiente. Todos esses tópicos são essenciais para entender os diferentes aspectos da tubulação de refrigerante e garantirão um conhecimento abrangente do assunto.
