Sensores de Temperatura para Compressores de Amônia em Refrigeração Industrial
Amônia | sensor de temperatura | Aplicações em Refrigeração
A medição de temperatura em um compressor de amônia na refrigeração industrial é essencial para garantir a eficiência do sistema, a segurança operacional e a detecção precoce de problemas. Como a amônia pode ser perigosa para a saúde, reativa, corrosiva, inflamável e, em alguns casos, explosiva. A seleção e a instalação dos equipamentos de medição de temperatura exigem estrita observância das normas e melhores práticas estabelecidas.
Na Ashcroft, construímos nossa reputação oferecendo instrumentos de pressão e temperatura precisos e confiáveis para ambientes críticos. Leia este artigo para entender como a temperatura é monitorada no compressor de um sistema de refrigeração e o que considerar ao selecionar os melhores instrumentos de medição de temperatura para monitorar sistemas com amônia de forma segura e eficaz.
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Por que o Monitoramento de Temperatura é Importante em Sistemas de Refrigeração por Amônia?
Sistemas de refrigeração industrial que utilizam amônia exigem um monitoramento rigoroso da temperatura em vários pontos chave do compressor:
- Linha de sucção do compressor: A temperatura da amônia na entrada do compressor (sucção) é importante para verificar o superaquecimento do vapor antes da compressão. O superaquecimento adequado garante que nenhuma amônia líquida entre no compressor, o que poderia causar danos graves (“golpe de líquido”).
- Linha de descarga do compressor: A temperatura da amônia na saída do compressor (descarga) é um indicador crítico do desempenho do compressor. Altas temperaturas de descarga podem indicar problemas como alta taxa de compressão, superaquecimento excessivo na sucção ou falha de componentes internos do compressor.
- Cárter do compressor (óleo): A temperatura do óleo lubrificante no cárter é monitorada para garantir que o óleo esteja dentro da faixa ideal de temperatura para a lubrificação e resfriamento do compressor.
A confiabilidade, precisão e resposta rápida do sensor de temperatura são vitais para detectar problemas precocemente e garantir a eficiência do sistema. Os instrumentos de temperatura mais comuns utilizados em sistemas de refrigeração industrial com amônia são termopares, termorresistências, transmissores e poços termométricos roscados.
Continue lendo para uma visão mais detalhada de cada um:
1. Sensores de Temperatura Termopares para Sistemas de Refrigeração por Amônia
Instrumentos de temperatura como os Termopares Ashcroft® S50 são sensores robustos e de baixo custo, ideais para medições em uma ampla faixa de temperatura. Eles funcionam com base no princípio de que a junção de dois metais diferentes gera uma pequena tensão proporcional à temperatura.
Os termopares Tipo T e Tipo E são excelentes opções para sistemas de amônia, devido aos seus bons limites de tolerância e faixa de baixa temperatura (escala negativa). Aqui está uma visão geral de cada tipo:
Termopares Tipo T (Cobre–Constantan)
Faixa de temperatura:
- −200 °C a +350 °C (−328 °F a +662 °F)
- Excelente desempenho em aplicações abaixo de zero.
Por que os termopares Tipo T são ideais para sistemas de amônia:
- Altamente estáveis e precisos em baixas temperaturas, ideais para monitoramento da linha de sucção.
- Boa resistência à corrosão em sistemas de amônia seca.
- Desempenho consistente em condições criogênicas e de refrigeração.
Termopares Tipo E (Cromel–Constantan)
Faixa de temperatura:
- −200 °C a +900 °C (−328 °F a +1652 °F)
- Maior saída de FEM (Força Eletromotriz) por grau entre termopares de metal base.
Por que os termopares Tipo E são uma boa escolha para sistemas de amônia:
- Sensibilidade e força de sinal superiores em ambientes de baixa temperatura.
- Úteis para monitoramento do lado frio do compressor.
- Excelente precisão em baixas temperaturas e propriedades não magnéticas.
2. Termorresistências (RTDs) para Sistemas de Refrigeração por Amônia
Termorresistências (RTDs), como o Termorresistências Ashcroft® S50, oferecem alta precisão e estabilidade e são frequentemente usados em aplicações onde a precisão da medição é essencial. RTDs são resistores que alteram sua resistência elétrica à medida que a temperatura muda.
O RTD mais comumente usado para aplicações de refrigeração por amônia são as termorresistências de platina com resistência ômica, a 0°C, igual a 100 ohm (Pt100). O Pt100 possui excelente resistência à corrosão, estabilidade a longo prazo e mede uma ampla faixa de temperaturas, de -200 a +850 °C.
Esses sensores de temperatura são projetados com ligações elétricas a 2, 3 e 4 fios para fornecer leituras precisas. Os RTDs de 3 e 4 fios são as opções mais comumente usadas para esta aplicação.
3. Transmissores de Temperatura para Compressores de Refrigeração por Amônia
Em aplicações de refrigeração industrial, especialmente aquelas que usam amônia, depender da saída bruta de termopares ou RTDs apresenta seus desafios, incluindo degradação do sinal, ruído elétrico ou desempenho inconsistente ao longo de uma distância. É por isso que os transmissores de temperatura analógicos, modelos Ashcroft ITT1 e ITT2 continuam sendo uma ótima escolha para medição de temperatura precisa e confiável em sistemas de compressores.
Esses transmissores convertem o sinal de milivolts ou resistência elétrica do sensor em uma saída elétrica padronizada, facilitando a integração com sistemas de controle mais modernos.
Os transmissores de temperatura Ashcroft oferecem:
- Saídas analógicas: 4–20 mA (2 fios), amplamente utilizadas na maioria das instalações de refrigeração.
- Construção compacta e robusta: Projetados para layouts de compressores com espaço limitado e ambientes de alta vibração.
- Eletrônica encapsulada: Para maior resistência à umidade, choque e ciclos térmicos.
- Tempo de resposta rápido: Garante monitoramento e controle em tempo real.
Para aplicações especializadas, especialmente em sistemas com automação de processo avançada ou controle de supervisão, a Ashcroft também oferece modelos que suportam protocolos de comunicação digital como HART e Fieldbus.
4. Poços Termométricos Roscados para Proteção Adicional do Sensor de Temperatura
Os poços termométricos fornecem uma barreira crítica entre o sensor e o meio do processo. No entanto, devido à natureza perigosa e reativa da amônia, é necessário um cuidado especial ao especificar poços termométricos para uso com sensores de temperatura em sistemas de refrigeração. O poço termométrico deve ser capaz de suportar pressão, prevenir vazamentos e resistir à corrosão química ao longo do tempo.
Nesses ambientes, conexões roscadas para gás, juntamente com uma construção robusta de barra sólida, são essenciais para garantir uma medição de temperatura segura e confiável.
Os poços termométricos roscados da Ashcroft oferecem:
- Material: Barra sólida em aço inoxidável 316 para resistência à corrosão.
- Conexões de processo roscadas: Roscas NPT, BSPT ou G garantem compatibilidade com sistemas de refrigeração padrão.
- Estilos de haste: Hastes cônicas, retas ou escalonadas equilibram o tempo de resposta com a durabilidade mecânica.
- Isolamento do sensor: Os poços termométricos permitem a substituição e calibração do sensor sem despressurizar o sistema, melhorando assim a segurança e a disponibilidade do sistema.
Quando usados com sensores e transmissores Ashcroft, nossos poços termométricos completam um sistema de medição de temperatura totalmente projetado e em conformidade com as normas de segurança, construído para resistir aos desafios da refrigeração por amônia.
Considerações Importantes ao Selecionar um Sensor
Aqui estão alguns pontos a ter em mente ao escolher um sensor de temperatura para aplicações de refrigeração:
- Materiais de compatibilidade: Os materiais do sensor e do cabeçote devem ser compatíveis com a amônia para prevenir corrosão e vazamentos. Materiais como aço inoxidável na construção da bainha do sensor e do poço termométrico são a primeira opção a ser selecionada.
- Faixa de temperatura: O sensor deve ser capaz de operar na faixa de temperatura esperada do ponto de medição.
- Precisão e tempo de resposta: A precisão da medição e a velocidade com que o sensor responde às mudanças de temperatura são cruciais para o controle e a segurança.
- Certificação para atmosferas explosivas: Em alguns casos, os sensores devem ser certificados para áreas perigosas (por exemplo, intrinsecamente seguro ou à prova de explosão), que são regidas por agências de aprovação como INMETRO, FM, UL, CSA, ATEX e IECEx etc.
Instalação, Calibração e Melhores Práticas para Sensores de Temperatura de Compressores de Amônia
Tipicamente, sensores termopar ou termorresistências com um poço termométrico são usados para proteger o sensor, garantindo o contato com a amônia para leituras precisas. Em alguns casos, sensores de superfície sem poço termométrico podem ser usados, embora essa abordagem seja menos comum devido aos requisitos de isolamento e precisão. Independentemente do método, a instalação adequada é essencial para garantir uma medição de temperatura confiável.
A calibração regular é essencial para todos os instrumentos de medição, incluindo sensores de temperatura. Isso garante que as leituras sejam precisas ao longo do tempo e evita erros que possam comprometer a segurança e a eficiência do sistema.
A medição de temperatura em compressores de amônia é regida por padrões de segurança e boas práticas para sistemas de refrigeração industrial. Organizações internacionais como a American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) e o International Institute of All-Natural Refrigeration (IIAR) possuem diretrizes e referências importantes.