A refrigeração industrial é usada para manter a temperatura adequada para o bom funcionamento dos equipamentos, a preservação dos produtos e o bem-estar dos trabalhadores.
Entenda como um sistema de refrigeração industrial funciona, como fazer a manutenção dos equipamentos e conheça recursos que vão facilitar o controle por meio da tecnologia.
Veja também: Software para PMOC de refrigeração industrial
- O que é um sistema de refrigeração industrial?
- Para que a refrigeração industrial é usada?
- Como funciona o ciclo de refrigeração industrial?
- Quais são os tipos de refrigeração industrial?
- Qual a diferença entre refrigeração industrial e climatização?
- Qual a diferença entre o sistema de ar-condicionado e o sistema de refrigeração industrial?
- Qual a importância do sistema de refrigeração industrial?
- Como escolher os equipamentos para um sistema de refrigeração industrial?
- Quais são as etapas do processo de refrigeração industrial?
- Como fazer a manutenção da refrigeração industrial?
- Qual norma fala sobre a refrigeração industrial?
- Qual norma fala sobre a proteção dos trabalhadores na refrigeração industrial?
- Quais são os equipamentos de refrigeração industrial?
- Como a tecnologia pode ajudar no controle da manutenção da refrigeração industrial?
O que é um sistema de refrigeração industrial?
Um sistema de refrigeração industrial é um conjunto de equipamentos utilizados para remover o calor de espaços industriais de modo a manter temperaturas adequadas para operações específicas e para preservar produtos sensíveis ao calor.
Esse tipo de sistema é encontrado em indústrias como alimentos e bebidas, farmacêutica, química, petroquímica, metalúrgica, entre outras, mas pode ser usado em espaços industriais em geral.
Os sistemas de refrigeração industrial geralmente incluem componentes como compressores, condensadores, evaporadores, válvulas de expansão e controles de temperatura. Eles podem operar com diferentes fluidos refrigerantes, dependendo das necessidades específicas da aplicação.
Eles podem ser projetados para atender diversos requisitos de refrigeração, desde o resfriamento de processos industriais até a manutenção de ambientes controlados para armazenamento de produtos perecíveis.
Para que a refrigeração industrial é usada?
A refrigeração industrial pode ser usada em diversos segmentos, desde aqueles que exigem temperaturas baixas para conservação dos produtos até os que utilizam maquinários que funcionam melhor em um ambiente fresco. Veja alguns exemplos:
- Indústria de alimentos e bebidas: a refrigeração é essencial para manter a qualidade e a segurança dos alimentos e bebidas durante todo o processo, desde a produção até o armazenamento e distribuição;
- Indústria farmacêutica: alguns medicamentos exigem condições de armazenamento específicas para manter sua eficácia e estabilidade;
- Armazenamento e comércio de produtos perecíveis: muitos produtos, como frutas, vegetais, carne, laticínios e produtos farmacêuticos, requerem condições de temperatura controlada para evitar a deterioração e prolongar sua vida útil;
- Indústria química e petroquímica: em processos industriais que envolvem reações químicas exotérmicas (que liberam calor), a refrigeração é usada para controlar a temperatura e garantir a segurança do processo;
- Indústria metalúrgica: nas operações de fabricação que envolvem temperaturas extremamente altas, como fundição e forjamento, a refrigeração é usada para resfriar equipamentos e materiais;
- Fabricação de plásticos: alguns processos de fabricação de plásticos requerem resfriamento para solidificação ou para controlar a viscosidade dos materiais.
Além dos exemplos que citamos, a refrigeração industrial pode ser usada em outras áreas em que é necessário conter o calor e preservar temperaturas baixas.
Como funciona o ciclo de refrigeração industrial?
Na refrigeração industrial, o mais comum é o ciclo de compressão de vapor, que é composto pelos seguintes estágios:
- Compressão: o ciclo começa com a compressão de um fluido refrigerante gasoso por um compressor. A compressão aumenta a pressão e a temperatura do refrigerante;
- Condensação: o refrigerante pressurizado e aquecido é então conduzido para o condensador, onde é resfriado e condensado, transformando-se em líquido. Isso ocorre através da troca de calor com um meio de resfriamento, geralmente água ou ar, que remove o calor do refrigerante e o condensa;
- Expansão: o refrigerante líquido é em seguida enviado para a válvula ou dispositivo de expansão, onde sua pressão é reduzida abruptamente. Isso resulta na diminuição da temperatura e na transformação do refrigerante em uma mistura de líquido e vapor de baixa pressão;
- Evaporação: a mistura de líquido e vapor é conduzida para o evaporador, onde absorve calor do ambiente ou da substância a ser resfriada. Durante esse processo, o refrigerante evapora completamente, transformando-se em vapor de baixa pressão;
- Retorno ao compressor: o vapor de baixa pressão é sugado de volta para o compressor, onde o ciclo recomeça.
Esse ciclo continua repetidamente, removendo continuamente o calor do ambiente e mantendo-o na temperatura desejada.
Vale ressaltar que, em sistemas de refrigeração industrial mais complexos, podem ser incluídos outros componentes, como trocadores de calor adicionais, dispositivos de controle de pressão e válvulas de bypass, para aumentar a eficiência do sistema.
Quais são os tipos de refrigeração industrial?
Existem vários tipos de sistemas de refrigeração industrial, cada um adequado para diferentes ambientes e necessidades específicas. Vamos conhecer os principais:
VRF
VRF (do inglês Variable Refrigerant Flow, ou Volume de Refrigeração Variável), é um tipo de sistema de refrigeração que é frequentemente utilizado em espaços comerciais e industriais, embora não seja exclusivamente um sistema de refrigeração industrial.
É caracterizado por sua capacidade de controlar variavelmente o volume de refrigerante que é enviado para múltiplas unidades interiores (evaporadores) de acordo com as demandas de resfriamento ou aquecimento dos espaços.
Isso permite uma maior flexibilidade e eficiência operacional em comparação com sistemas tradicionais de ar-condicionado, em que o volume de refrigerante é fixo.
O VRF opera por meio de diferentes peças conectadas umas às outras, de modo que elas trabalham separadamente. Assim, oferece benefícios como zonas individuais de controle de temperatura, capacidade de aquecimento e resfriamento simultâneos em diferentes áreas, eficiência energética devido ao controle de carga variável e menor espaço necessário para instalação da unidade condensadora em comparação com sistemas tradicionais.
No entanto, para ambientes industriais onde são necessárias temperaturas muito baixas ou condições específicas de refrigeração, sistemas de refrigeração industrial mais tradicionais, como sistemas de compressão de vapor (que veremos mais adiante), são geralmente preferidos.
Chiller
Já o chiller funciona removendo o calor do ambiente a ser refrigerado, transferindo-o para um refrigerante e, em seguida, dissipando-o para o ambiente externo.
É um sistema de refrigeração de larga escala que funciona à base de água, sendo muito usado em espaços grandes ou que precisam de alta potência na refrigeração.
Evaporação
Por sua vez, a refrigeração industrial por evaporação utiliza líquidos com ponto de ebulição menor que o da água, que removem o calor do ambiente ao entrar em contato e passam por um processo de evaporação, mudando seu estado físico.
Expansão rápida do ar
Neste método, o refrigerante é diretamente expandido do estado líquido para o estado gasoso dentro de um evaporador, onde absorve calor do ambiente a ser resfriado. É muito usado em sistemas de ar-condicionado central e em espaços comerciais e industriais de médio porte.
Sistemas de compressão
Por fim, o sistema de compressão é o tipo mais comum de refrigeração industrial. Ele usa um ciclo de compressão de vapor, como descrito anteriormente, para remover o calor do ambiente.
Ao atingir o ponto de ebulição, o líquido refrigerante se transforma em gás e durante esse processo absorve o calor do espaço, que é resfriado. O fluido refrigerante pode ser recuperado e reutilizado, mantendo a refrigeração constante.
Esses são apenas alguns exemplos dos tipos de refrigeração industrial disponíveis; a escolha do tipo adequado depende de questões como necessidades específicas, custos e outros requisitos.
Qual a diferença entre refrigeração industrial e climatização?
Embora a refrigeração industrial e a climatização sejam conceitos relacionados, eles não são a mesma coisa. De modo geral, a climatização envolve o controle da temperatura para conforto térmico, enquanto a refrigeração reduz a temperatura para objetivos específicos.
Vamos entender melhor:
Refrigeração industrial
A refrigeração remove o calor de um ambiente para reduzir sua temperatura e resfriar o espaço. Na indústria, é usada para manter temperaturas adequadas em processos de fabricação e armazenamento de produtos sensíveis ao calor e para o controle da temperatura a que os equipamentos industriais são submetidos.
A refrigeração industrial é feita através de sistemas de compressão de vapor, absorção ou outros métodos de refrigeração, como mencionamos anteriormente.
Climatização
A climatização abrange o controle da temperatura, umidade, circulação de ar e qualidade do ar em ambientes fechados para criar condições confortáveis e saudáveis para os ocupantes.
Enquanto a refrigeração industrial pode ser parte da climatização em algumas instalações, como galpões de produção ou armazéns, a climatização é mais associada a edifícios comerciais, residenciais, escritórios, hospitais e outros espaços onde o conforto das pessoas é prioritário.
Ou seja, a principal diferença entre refrigeração industrial e climatização está no objetivo: a refrigeração industrial é focada na remoção de calor para fins industriais, enquanto a climatização busca criar um ambiente agradável para as pessoas. Embora existam alguns sistemas e tecnologias em comum, os contextos de utilização e os requisitos específicos são distintos.
Qual a diferença entre o sistema de ar-condicionado e o sistema de refrigeração industrial?
O sistema de refrigeração industrial é muito diferente do ar-condicionado porque seus objetivos e componentes são distintos. O ar-condicionado é usado para controlar a temperatura do ambiente, além da qualidade do ar e da umidade, de modo a criar um espaço agradável para os ocupantes
Já a refrigeração industrial é usada para resfriar e até congelar produtos ou equipamentos que sejam sensíveis ao calor e precisam de temperaturas baixas.
Além disso, os aparelhos de ar-condicionado tendem a ser usados em espaços menores, como escritórios ou salas comerciais. Por outro lado, os sistemas de refrigeração são projetados para operar em uma escala muito maior.
Em relação à composição do sistema, o ar-condicionado geralmente usa tecnologias de compressão de vapor ou, em alguns casos, sistemas de bomba de calor reversível. Os sistemas de refrigeração industrial podem usar uma variedade de tecnologias, como compressão de vapor, absorção, adsorção ou criogênica, entre outras.
Qual a importância do sistema de refrigeração industrial?
O sistema de refrigeração industrial é muito importante para manter a estabilidade da temperatura, o que favorece a conservação de produtos e ativos. Olha só:
- Menos desperdício de produtos sensíveis ao calor, como alimentos, bebidas e medicamentos;
- Melhor desempenho de máquinas e equipamentos industriais que precisam de temperatura controlada para operar corretamente;
- Aumento da vida útil dos ativos que podem apresentar danos se expostos a temperaturas muito elevadas;
- Mais segurança durante o uso dos equipamentos, já que a refrigeração ajuda a manter a temperatura de operação dentro de limites seguros;
- Conforto para os trabalhadores, que podem realizar suas atividades sob temperaturas estáveis e controladas.
Como escolher os equipamentos para um sistema de refrigeração industrial?
Escolher os equipamentos para um sistema de refrigeração industrial é uma tarefa que precisa de atenção, afinal, os ativos são caros e devem atender às necessidades da empresa. Separamos algumas dicas que podem ajudar nesse processo:
- Avalie as necessidades de refrigeração: comece determinando as demandas de refrigeração do sistema, incluindo a quantidade de calor a ser removida, a faixa de temperatura necessária, a taxa de fluxo de refrigerante e outros requisitos específicos para o processo industrial ou armazenamento de produtos;
- Analise o ambiente de operação: considere também o ambiente onde o sistema de refrigeração será instalado. Fatores como temperatura ambiente, umidade, presença de substâncias corrosivas ou inflamáveis e espaço disponível podem influenciar na seleção dos equipamentos;
- Escolha do tipo de sistema de refrigeração: com base nas necessidades identificadas, determine qual tipo de sistema de refrigeração é mais adequado para as demandas da empresa;
- Dimensionamento dos equipamentos: determine as dimensões que os equipamentos do sistema de refrigeração precisam ter para atender às demandas de refrigeração identificadas na etapa inicial. Isso inclui selecionar o tamanho adequado do compressor, condensador, evaporador, trocador de calor e outros componentes do sistema;
- Considere a eficiência energética: priorize equipamentos e sistemas que ofereçam eficiência energética, como compressores de alta potência, sistemas de controle avançados, recuperação de calor e utilização de fontes de energia renovável, quando possível;
- Avalie a manutenibilidade: escolha equipamentos de fabricantes com histórico comprovado de desempenho e suporte técnico. Considere também a facilidade de manutenção e disponibilidade de peças de reposição para garantir a operação contínua do sistema;
- Orçamento e custo total: leve em conta o custo inicial dos equipamentos, bem como os gastos operacionais e de manutenção ao longo da vida útil do sistema. Priorize equipamentos que ofereçam o melhor valor total, levando em consideração não apenas o preço de compra, mas também os custos operacionais a longo prazo;
- Consulte profissionais especializados: recomendamos consultar profissionais ou fornecedores especializados para obter orientação personalizada sobre qual o sistema de refrigeração industrial mais adequado para as suas necessidades.
Quais são as etapas do processo de refrigeração industrial?
O processo de refrigeração industrial envolve várias etapas, desde a remoção do calor até a manutenção das condições de temperatura desejadas. Aqui estão as etapas principais:
- Compressão: na etapa de compressão, o refrigerante gasoso é comprimido por um compressor. Isso aumenta a pressão e a temperatura do refrigerante;
- Condensação: o refrigerante pressurizado e aquecido é então conduzido para o condensador, onde ocorre a condensação. Nesta etapa, o refrigerante libera calor para o ambiente externo ou para um meio de resfriamento, transformando-se em líquido;
- Evaporação: o refrigerante líquido de baixa pressão e temperatura é então conduzido para o evaporador, onde ocorre a evaporação. Durante este processo, o refrigerante absorve calor do ambiente ou da substância a ser refrigerada, transformando-se em vapor;
- Sucção e separação: uma vez que todo o processo tenha sido concluído, o gás refrigerante é sugado e separado, dando início a um novo processo.
Essas etapas compõem o ciclo básico de refrigeração, com o refrigerante circulando através dos vários componentes do sistema para remover o calor e manter a temperatura controlada. Dependendo das características do sistema de refrigeração, podem ser adicionados outros componentes ou estágios.
Como fazer a manutenção da refrigeração industrial?
A manutenção da refrigeração industrial é essencial para garantir o funcionamento eficiente, confiável e seguro do sistema ao longo do tempo. Separamos algumas dicas que podem ajudar:
Manutenção preventiva
É muito importante estabelecer uma rotina de manutenção preventiva, que deve ser realizada regularmente, ainda que o sistema não apresente nenhuma falha. Esse tipo de manutenção permite identificar possíveis problemas antes mesmo que venham a ocorrer, evitando danos graves e paradas não programadas.
Verifique as orientações do fabricante e peça a opinião do técnico para definir a periodicidade da manutenção preventiva nos equipamentos.
Plano de manutenção
Estabeleça também um plano de manutenção que inclua inspeções regulares, limpeza, ajustes e substituição de peças conforme necessário. Com o planejamento correto, as vistorias podem ser programadas para períodos mais convenientes, reduzindo a necessidade de manutenção corretiva emergencial.
O ideal é o que o plano de manutenção da refrigeração industrial contenha:
Inspeções regulares
Realize inspeções visuais periódicas em todos os componentes do sistema de refrigeração, incluindo compressores, condensadores, evaporadores, válvulas, tubulações e controles. Procure por vazamentos, sinais de desgaste, acúmulo de sujeira e outras anomalias.
Leia também: O que é inspeção periódica e qual a frequência ideal?
Limpeza e desobstrução
Mantenha os componentes do sistema limpos e livres de obstruções. Isso inclui limpar regularmente os evaporadores, condensadores e filtros de ar para garantir o bom desempenho do sistema e prevenir problemas de funcionamento.
Verificação de vazamentos
Faça testes periódicos para verificar vazamentos no sistema de refrigeração. Os testes podem ser feitos usando métodos de detecção de vazamentos como o teste de pressurização com nitrogênio, sabão ou detectores eletrônicos de vazamento.
Substituição de peças
Substitua peças desgastadas ou danificadas assim que forem detectadas durante as inspeções regulares, incluindo correias do compressor, filtros, válvulas de expansão e sensores.
Monitoramento de temperatura e pressão
Monitore regularmente as temperaturas e pressões do sistema de refrigeração para garantir que estejam dentro dos parâmetros operacionais adequados e faça ajustes conforme necessário. Essa etapa é muito importante para a manutenção preditiva, que ajuda a prever possíveis falhas com base em alterações nos padrões de funcionamento.
Testes de eficiência
Também é importante realizar testes de eficiência do sistema para garantir que esteja operando conforme o projetado, como testes de carga, teste de desempenho do compressor e verificação do equilíbrio do sistema.
Treinamento da equipe
Certifique-se de que a equipe responsável pela operação e manutenção do sistema de refrigeração esteja devidamente treinada e tenha as qualificações necessárias. Os profissionais devem estar cientes dos procedimentos de manutenção adequados e dos sinais de problemas potenciais.
Qual norma fala sobre a refrigeração industrial?
A refrigeração industrial é regulamentada por diversas normas técnicas. A principal delas é a NBR 16069 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que determina as diretrizes de segurança em sistemas frigoríficos aplicados em refrigeração e climatização.
A norma considera a função do espaço para estabelecer orientações específicas, veja:
Ocupação institucional
São considerados espaços de ocupação institucional locais com grande fluxo de pessoas, como hospitais e áreas públicas. Esses lugares devem respeitar as regras específicas da norma.
Ocupação comercial
Já a ocupação comercial envolve imóveis com fins comerciais mas relativamente menores, geralmente com menos de 100 ocupantes, como escritórios em geral e pequenos comércios.
Ocupação mercantil
A ocupação mercantil está relacionada a locais de grande porte (com mais de 100 ocupantes), como shoppings e outros lugares com armazenamento e comércio de alimentos e produtos químicos.
Ocupação industrial
Diferentemente das outras ocupações citadas anteriormente, a ocupação industrial não é aberta ao público.
Ocupação mista
Por fim, a ocupação mista considera locais que podem se encaixar em dois ou mais tipos de ocupação. Um exemplo são centros comerciais que abrigam diversos tipos de estabelecimentos, como lojas, escritórios e clínicas.
Cada ocupação deve respeitar as exigências aplicáveis da norma.
Leia também: Normas de segurança: quais são, objetivos e como implementar
Qual norma fala sobre a proteção dos trabalhadores na refrigeração industrial?
Além das normas técnicas, a refrigeração industrial também é enquadrada na NR 13, uma norma regulamentadora que estabelece as condições de segurança para o trabalho com caldeiras, vasos de pressão e tubulações.
A refrigeração industrial é incluída na norma por conta das variações de temperatura e pressão a que os trabalhadores podem ser submetidos.
Para facilitar o controle das condições de trabalho em refrigeração industrial, uma opção é utilizar um laudo NR 13 para registrar as inspeções. Veja um modelo de laudo criado dentro do sistema Produttivo:
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Quais são os equipamentos de refrigeração industrial?
Os equipamentos de refrigeração industrial podem variar dependendo das necessidades da empresa e do tipo de sistema de refrigeração utilizado. No entanto, os ativos mais comuns usados na refrigeração industrial incluem:
Geladeira industrial
Diferente das geladeiras comuns, a geladeira industrial alcança temperaturas muito baixas, sendo capaz de congelar os produtos armazenados. Por isso, é muito usada em indústrias de alimentos, bebidas, medicamentos e outros segmentos que precisam manter seus produtos congelados.
Ar-condicionado
O ar-condicionado é utilizado tanto para refrigeração quanto para ventilação, mantendo a qualidade do ar e regulando a temperatura até certo ponto. Por ter alcance limitado, ele é mais adequado para espaços pequenos, como escritórios, e que não precisem de temperaturas tão baixas.
Chiller
Já o chiller é um tipo de ar-condicionado de alta potência, por isso é mais usado na refrigeração industrial. Por funcionar tanto à base de água quanto fluidos refrigerantes, ele permite o resfriamento em larga escala, sendo indicado para áreas grandes.
Como a tecnologia pode ajudar no controle da manutenção da refrigeração industrial?
Por ser utilizada em larga escala, a refrigeração industrial pode se beneficiar de recursos que automatizam os cuidados com manutenção, como sistemas específicos de controle.
Um exemplo são os relatórios digitais, que registram as inspeções obrigatórias de forma prática. No Produttivo, os laudos e checklists são preenchidos diretamente pelo celular do técnico durante o serviço, assim não é preciso digitalizar a informação nem há risco de rasura, danos ou perda, como ocorre com o papel.
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Além do PMOC, outros modelos prontos que podem ajudar no controle da manutenção da refrigeração industrial são:
- Checklist de manutenção preventiva;
- Checklist NR 13;
- Checklist de inspeção visual;
- Relatório de não conformidade;
- Inventário de equipamentos;
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Outro recurso que facilita a manutenção da refrigeração industrial é o plano de manutenção automático, que possibilita agendar atividades com antecedência e receber alertas sobre próximos serviços ou contratos que precisam ser renovados.
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