VRV/VRF. Apostila Básica. Enquanto houver vontade de lutar haverá esperança de vencer. Santo Agostinho

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2 Página1 VRV/VRF Apostila Básica Enquanto houver vontade de lutar haverá esperança de vencer Santo Agostinho 02 DE JULHO DE 2018 JFHN COM E SERV TÉC. EIRELI Prof. Eng. João Agnaldo Ferreira

3 Página2 Sumário POR JOÃO AGNALDO FERREIRA... 3 SOBRE O AUTOR... 4 O SIGNIFICADO DE VRV e VRF... 5 COMO FUNCIONA UM SISTEMA VRV?... 5 QUAIS OS COMPONENTES DE UMA INSTALAÇÃO TÍPICA DE VRV?... 6 UNIDADES MAIS UTILIZADAS PELOS FABRICANTES... 9 COMO SELECIONAR UM CONDENSADOR E SEUS EVAPORADORES... 9 MANUTENÇÃO, SISTEMA DE DIAGNÓSTICO DE FALHAS CONSIDERAÇÕES FINAIS... 17

4 Página3 POR JOÃO AGNALDO FERREIRA ISENÇÃO DE RESPONSABILIDADE Todas as informações contidas neste pequeno e- book são provenientes da minha experiência pessoal ao longo de muitos anos trabalhando no ramo. Procurei manter a qualidade em um nível alto, mesmo assim, não posso me responsabilizar por algum erro ou omissão, afinal de contas, este livro traz o conteúdo de forma reduzida. Caso encontre algum erro, queira por gentileza nos avisar, faremos a pronta correção e não nos esqueceremos dos parceiros e amigos. Sua situação em particular pode não se adequar perfeitamente aos métodos aqui apresentados na resolução dos problemas. Assim, você deverá utilizar este material e ajustar as informações aqui contidas conforme a sua situação e necessidades. Todos os nomes de marcas, produtos e serviços mencionados neste guia são propriedade de seus respectivos donos, são usados apenas como exemplificação ou como referência. DIREITOS AUTORAIS Este manual está protegido por leis de direitos autorais. Todos os direitos sobre o manual são reservados. Ninguém tem a permissão para vender ou copiar o conteúdo deste manual em sites, blogs, jornais ou quaisquer outros veículos de distribuição e mídia. Qualquer violação dos direitos autorais estará sujeita às leis pertinentes ao assunto.

5 Página4 SOBRE O AUTOR João Agnaldo Ferreira: Formado em engenharia mecânica na Faculdade de Engenharia Industrial FEI-SBC em Especialista em sistemas de ar condicionado para conforto, em especial em sistemas do tipo VRV ou VRF. Foi o primeiro engenheiro contratado pelo antigo distribuidor Daikin no Brasil, tendo permanecido como funcionário por cerca de 4 anos, quando então se tornou consultor da marca (2000), atividade que desempenha até hoje. Professor de formação e de prática, ministrou cursos sobre os produtos Daikin para mais de 300 empresas instaladoras e projetistas do ramo, além de treinar arquitetos, engenheiros civis e grandes clientes finais. Realizou mais de 200 Start-Up de instalações que utilizam VRV, em São Paulo e em todo o Brasil. Autor de e-books e sites dentro da área de H.V.A.C.

6 Página5 O SIGNIFICADO DE VRV e VRF: Tanto um como outro representa uma sigla do inglês, VRV é Variable Refrigerant Volume e VRF é Variable Refrigerant Flow. O nome VRV é patente requerida da Daikin, muito embora também é usado para designar este tipo de sistema de forma genérica. Assim, caso ouça VRV ou VRF, saiba que se trata da mesma coisa. COMO FUNCIONA UM SISTEMA VRV? Antes de dizer como funciona é bom saber que se trata de um sistema de expansão direta, ou seja, o próprio fluido refrigerante troca calor com o ar a ser climatizado, diretamente no ambiente, como todos os Split. O controle do fluxo de fluido refrigerante é a maior tecnologia embutida nestes sistemas, é o que lhe traz muitas vantagens, entre elas o uso de muitos evaporadores, de diferentes capacidades e tipos, proporcionando o conforto de forma individualizada. Como o VRV ou VRF faz isso? O controle é alcançado pela variação continua do fluxo de fluido através de uma válvula de modulação de pulsos nos evaporadores, ou simplesmente válvula de expansão eletrônica. A abertura ou fechamento, isto é, a modulação da válvula é determinada por sinais micro processados provenientes de termistores 1 instalados em cada unidade evaporadora. Por meio de um cabo de sinal cada evaporador transmite as informações dos termistores (temperatura, calor) ao condensador, que corresponde à demanda do grupo de evaporadores acelerando ou desacelerando os compressores. Os compressores conseguem mudar sua velocidade graças aos chamados inverter que modulam a frequência do compressor e com isso a rotação e quantidade de refrigerante que está circulando. Já é possível entender que tudo está interligado, sincronizado. Se uma válvula de expansão abre mais, o compressor está sincronizado, acelera mais e envia vazão de fluido maior, o contrário também é verdadeiro. O sistema VRF ou VRV faz isso o tempo todo. Como o compressor nunca desliga, a operação é mais suave, silenciosa, devido ao controle inverter não há pico de corrente ou tensão. E o melhor, o consumo de energia cai drasticamente se comparado a um sistema convencional. Como desvantagem desses sistemas ainda temos o preço mais elevado, principalmente em pequenos usuários. Mas convém avaliar direito o que chamamos de Pay-Back, ou retorno financeiro, isso porque o gasto com energia elétrica é bem menor, o dinheiro investido numa nova instalação retorna bem rápido ao cliente/investidor. O que chamamos atualmente de retrofit não é moda, é necessidade. Embora o investimento em equipamentos para retrofit seja alto, é necessário renovar, instalar máquinas mais econômicas, silenciosas, de alto rendimento e que atendam à legislação pertinente. 1 Sensores de temperatura que transformam um sinal térmico (calor) em sinal eletrônico, digital.

7 Página6 QUAIS OS COMPONENTES DE UMA INSTALAÇÃO TÍPICA DE VRV? Conforme dito anteriormente, VRV ou VRF não deixa de ser um Split ou Multsplit, embora de alta performance e com características bem próprias. Então, é claro que teremos unidades externas, que poderão ser formadas em módulos, teremos unidades internas, atualmente até 13 tipos, bem como tubulação frigorífica e uma particularidade: Uma peça que a Daikin chama de Refnet Joint e outros fabricantes chamam de kit, ou algo assim. Trata-se de um ramificador da linha frigorífica, já que temos apenas um par de tubos de cobre, a maneira de pendurar um evaporador é assim, instalando uma junta de ramificação, os refnet. Os refnet têm uma função importante, são responsáveis pelo escoamento adequado do fluido refrigerante e sem provocar ruídos estranhos e que podem incomodar o usuário do ambiente atendido. Completam o quadro os controles remotos, que podem ser do tipo com fio, sem fio, centralizados, preparados para automação predial, programadores. Figura 01 A figura acima mostra esquematicamente, o jeitão de uma instalação de VRV ou VRF. Veja adiante quais são os componentes típicos de uma instalação de VRV. Embora não desenhada, a tubulação frigorífica é formada por duas linhas, a de baixa e a de alta pressão. Não nos esqueçamos que apesar de ser um sistema relativamente novo, mais moderno, versátil, e nobre, não deixa de ser um Split. O que quero dizer com isso? Toda a sua experiência profissional vale e muito aqui. Como fazer uma boa solda com fluxo de Nitrogênio, ou mesmo como fazer um bom vácuo, utilizando ferramentas adequadas, etc, tudo isso é completamente válido e crucial, principalmente neste tipo de sistema. Assim, podemos enumerar os elementos que compõem uma instalação VRV (ou VRF):

8 Página7 Unidades de condensação ou condensadores, que vão desde 5 até 66 HP (referência Daikin). A composição é feita em módulos, isto é, juntam-se módulos condensadores até a capacidade desejada. Por exemplo: Uma unidade de condensação de 40 HP é formado por um módulo de Figura 02 Unidades de evaporação, ou simplesmente, evaporadores, podem ser de vários tipos, High- Wall, Under-Ceiling, Cassete 4, 2 ou 1 via, dutados de baixa, média e alta pressão estática disponível, até 25 mm.c.a.. Ref. Daikin

9 Página8 Figura 03 Refnet Joint ou ramificador da linha de cobre, podem ser de 2 tipos, no caso do VRV da Daikin, conforme ilustrado abaixo. Estes componentes garantem o bom escoamento do fluido refrigerante para o evaporador, sem ruído. A cada ramificação destas, um evaporador é conectado na linha e assim por diante. Figura 04 Figura 05 Tipo Refnet Joint Tipo Header Controles remotos, são individuais, centralizados e preparados para automação do sistema, ilustrados nas figuras abaixo. On-Off Programador Centralizado I.T.C. Figura 06 Vem junto com evaporador Preparado para automação ITC + Centralizados Figura 07

10 Página9 UNIDADES MAIS UTILIZADAS PELOS FABRICANTES Quase todos os fabricantes expressam a capacidade dos módulos condensadores em BTU/h, HP, kcal/h, TR ou ainda kw. A relação a seguir, muito conhecida, será útil: 1 TR = 3024 kcal/h = BTU/h = 3,51 kw Saiba também que: 1 hp = 0,8 TR Por exemplo: Unidade condensadora Daikin, linha VRV IV Inova: RHXYQ10ATL, esse 10 é a capacidade dada em hp, portanto trata-se de um condensador de 10 hp ou 8 TR. Ou ainda, 10 hp = 8 TR = Btu/h = kcal/h = 35,1 kw Nota 1: Na prática arredondamos os 3014 kcal/h para 3000 kcal/h. Nota 2: O kw aqui não se refere ao consumo de energia elétrica, também dado em kw mas relativo à potência elétrica. COMO SELECIONAR UM CONDENSADOR E SEUS EVAPORADORES Devemos considerar sempre a execução de um projeto básico de ar condicionado. Este projeto vai determinar as cargas térmicas, tipos de unidades internas de acordo com a preferência dos usuários, controles centralizados, automação. O projeto é parte crucial da instalação, faz parte do prontuário da obra e será necessário para a realização do Start Up pelo fabricante. Não abordaremos o assunto cálculo de carga térmica nesta apostila! Dito isso, suponha que um grande escritório contratou o projeto que determinou a carga térmica dos seguintes ambientes: Sala de diretoria I Carga térmica total apurada = BTU/h Sala de diretoria II Carga térmica total apurada = BTU/h

11 Página10 Sala de gerência Carga térmica total apurada = BTU/h Sala de reunião I Carga térmica total apurada = BTU/h Sala de reunião II Carga térmica total apurada = BTU/h Sala de reunião III Carga térmica total apurada = BTU/h Staff Carga térmica total apurada = BTU/h Recepção Carga térmica total apurada = BTU/h O projeto determinou também que as salas de reunião receberiam unidades internas do tipo cassete 4 vias, as demais salas, todas unidades do tipo High-Wall. Tomando-se como base a marca Daikin, para selecionarmos o condensador ou condensadores para a carga térmica total de unidades internas fazemos assim: Soma das capacidades dos ambientes = BTU/h ou 12 TR ou ainda 15 hp. Seria então razoável colocar um condensador de 15 hp ou mais, isso atendendo a necessidade de resfriamento 2 em 100%. Ocorre, porém, que não existe condensador de 15 hp Daikin, então vejamos o quadro abaixo com as especificações dos condensadores nesta faixa e ao redor desta: Figura 08 A princípio, nos parece razoável utilizar o condensador de 16 hp, atende à carga total, porém, em se tratando de VRV é permitido pendurar no mesmo condensador entre 50 e 130% da capacidade nominal. 2 Quando projetamos sempre consideramos a carga disponível de máquina para o resfriamento. Atendendo ao resfriamento, certamente atenderá ao aquecimento, visto que neste modo as fontes de calor internas são fontes positivas, exigindo menos máquina para se atingir o conforto no inverno.

12 Página11 Para determinar qual o melhor condensador, de melhor relação custo/benefício, teremos de somar a carga dos evaporadores e então ficar na faixa entre 100 e 130%. Assim, existe um índice mínimo e máximo que um condensador pode suportar. Figura 09 Vamos ter de transformar a capacidade de cada evaporador em índice e então escolher o condensador dentro da faixa acima. Voltemos aos evaporadores escolhendo agora os modelos: Modelos Sala de diretoria I Carga térmica total apurada = BTU/h FXAQ40AVE Sala de diretoria II Carga térmica total apurada = BTU/h FXAQ40AVE Sala de gerência Carga térmica total apurada = BTU/h FXAQ40AVE Sala de reunião I Carga térmica total apurada = BTU/h FXFQ25AVE Sala de reunião II Carga térmica total apurada = BTU/h FXFQ32AVE Sala de reunião III Carga térmica total apurada = BTU/h FXFQ50AVE

13 Página12 Staff/Escritório Carga térmica total apurada = BTU/h 04 x FXAQ32AVE Recepção Carga térmica total apurada = BTU/h FXAQ40AVE Os evaporadores foram escolhidos conforme os quadros de especificação logo abaixo, figuras 10 e 11, claro, nunca escolhendo uma capacidade menor que a necessária, por exemplo: Sala de reunião III, são necessários BTU/h, olhando a figura 10, abaixo, escolhemos o evaporador que disponibiliza BTU/h, que é o mais próximo, portanto, escolhemos o modelo cassete FXFQ50AVE. A sistemática de índice (capacidade) Daikin é assim: Por exemplo: FXFQ50AVE, o índice é 50 e significa 5000 kcal/h ou BTU/h, lembra da relação entre as unidades do início? Pois é, mas o que importa agora são os índices, somando a nossa lista, = 395 Figura 10 Figura 11 Voltando à tabela de índice dos condensadores, perceba que tem de ser um condensador de 14hp, sim o máximo índice de capacidade para 14 hp é 455, como nossa soma de evaporadores é 395, está correto, estamos em 115,18% (455/395) e o máximo é 130%. Em resumo:

14 Página13 Unidades internas/evaporadores Sala de diretoria I FXAQ40AVE Sala de diretoria II FXAQ40AVE Sala de gerência FXAQ40AVE Sala de reunião I FXFQ25AVE RHXY14ATL Condensador escolhido Sala de reunião II FXFQ32AVE soma ind. Evp = 395/455(ind max cond) = 115,2% Sala de reunião III FXFQ50AVE Staff/Escritório 04 x FXAQ32AVE Recepção FXAQ40AVE Note que poderíamos utilizar um condensador de 14 ou 16 hp, nesta simples seleção que estamos fazendo a de 16hp tem melhor custo por TR, no entanto, o projeto básico poderá ainda determinar uma condensadora de 18hp. Isso pode ocorrer devido as distâncias envolvidas na instalação, que reduzem a capacidade efetiva disponível. CUIDAD: NÃO DEIXE DE ANALISAR O PROJETO. Ainda será preciso escolher os controles remotos individuais, com ou sem fio, para cada unidade evaporadora, e controles centralizados e/ou preparados para automação Figuras 06 e 07. Ainda será preciso escolher os refnet joint - figuras 04 e 05 neste caso, somente o projeto pode calcular e determinar quais são e onde estarão localizados. Depois disso, projeto e lista de equipamentos prontos, é hora de solicitar o orçamento para o fabricante, no exemplo que usei, a Daikin. IMPORTANTE O método acima é somente um roteiro e serve para dar uma noção de como selecionar um sistema VRV. Não é possível dispensar o projeto básico de ar condicionado. Somente o projetista é que vai calcular a carga térmica dos ambientes e determinar máquinas e componentes da instalação, bem como se responsabilizar tecnicamente com a emissão de ART- CREA

15 Página14 MANUTENÇÃO, SISTEMA DE DIAGNÓSTICO DE FALHAS Todos os fabricantes de VRV ou VRF, se preferir, possuem uma forma de mostrar o caminho para a resolução de uma falha, ou via display na própria máquina ou via controle remoto, resgatando um código de letra e número que irá dar o encaminhamento para a solução do problema. Note, eu disse encaminhamento, sua bagagem profissional e principalmente sua experiência com o produto vai ser determinante para se chegar à solução. No caso de equipamentos Daikin, existe um sistema de letra e número que identifica um grande número de falhas, todas elas com fluxograma de resolução, que poderá ser encontrado no manual de serviços da geração de VRV correspondente. No caso do VRV da Daikin, será preciso obter o código de falha pelo controle remoto, acessar um sub-menu que vai nos mostrar um código de letra e número, correspondente à falha naquele momento. Se for um controle remoto sem fio, o código de erro que está ocorrendo naquele momento, é obtido pela instrução do quadro abaixo: Se encontrarmos por exemplo um código U1, já devemos saber de cara que trata-se de um problema do sistema como um todo, não é de uma unidade evaporadora apenas, ou de um controle remoto, ou de um componente importante como compressor, inversor, etc.. Isso porque na sistemática Daikin, a letra significa em que parte do sistema/máquina está o problema:

16 Página15 Evaporador = A, C Condensador = E, F, H, J Inverter = L, P Sistema = U Controles centralizados = UE, MA, MC, M1, M8 O U1 diz respeito a uma reversão ou falta de fase, ou ainda fase R, S, T, invertida. Esta informação é obtida na seção troubleshooting do Manuel de Serviços Daikin, na geração de VRV correspondente. Sim, o condensador VRV possui em sua placa principal um verificador de fases que impede que o compressor inverter gire ao contrário, acarretando um oneroso dano ao proprietário. Então, quando detectada a falta de fase, a inversão ou qualquer problema com a alimentação trifásica, temo o U1. Se quiser aprender muito sobre os códigos de erro VRV da Daikin, temos um pequeno e valioso e-book que descreve, ilustra e tem toda a experiência de uma vida de trabalho com estes produtos que você poderá adquirir, é o nosso primeiro trabalho, inédito. Interessa em adquirir? Clique na figura, obrigado! O código U1 é assim decifrado no ebook:

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18 Página17 CONSIDERAÇÕES FINAIS Este pequeno trabalho por mais simples que seja, tem o objetivo de transmitir informações mínimas sobre o sistema VRV. Mesmo sendo simples, pode conter algum erro ou forma incorreta de interpretação, se você que acaba de ler, encontra tal inconsistência, por favor entre em contato comigo. Serei muito grato e jamais me esquecerei!! João Agnaldo Ferreira Julho de 2018 Autor do blog: