Não é novidade dizer que a flexibilidade operacional e a eficiência energética têm impulsionado o mercado com tecnologias mais sofisticadas. No sistema de refrigeração industrial, isso não ocorre de maneira diferente. Os sistemas de dupla temperatura, por exemplo, se destacam por atender diferentes faixas térmicas em uma mesma estrutura.
O fato de não necessitar de sistemas independentes faz com que essa estratégia seja ideal para aplicações como armazéns frigorificados, supermercados, indústria de alimentos e instalações farmacêuticas, uma vez que há diferentes exigências de temperaturas nas operações.
Vocês, engenheiros e técnicos que projetam, operam ou fazem manutenções nos sistemas de dupla temperatura, sabem que mais do que compreender a arquitetura por trás deste método, é importante saber como controlá-lo com precisão.
Portanto, para extrair o máximo de desempenho e segurança de sistemas como esse, acompanhe este artigo até o final.
O que é o Sistema de Refrigeração Dupla Temperatura
Antes de tudo: o que é o sistema de refrigeração dupla temperatura?
Comumente apresentado como “Dual Temperature Refrigeration System” em pesquisas e artigos, esse sistema tem o conceito que se baseia na possibilidade de utilizar apenas um sistema centralizado para adquirir diferentes níveis térmicos simultaneamente em uma mesma planta.
Para implementar essa tecnologia, recorre-se a dois caminhos principais: com evaporadores independentes ou com um único evaporador operando de forma alternada entre as zonas térmicas.
Evaporadores independentes
Neste primeiro caso, que inclusive é bastante comum em instalações maiores, são utilizados múltiplos chillers ou compressores que operam com diferentes pontos de setpoint.
Desta forma, é possível que uma área de armazenamento se mantenha a, por exemplo, -15 °C, enquanto a outra, que pode ser um túnel de congelamento, opere a -28 °C.
No entanto, essa configuração exige um bom projeto hidráulico e um sistema de automação robusto, que seja capaz de equilibrar as operações dos componentes conforme a carga térmica.
Operação alternada do evaporador
Refrigeradores industriais ou comerciais de última geração, que tendem a ser inovadores e mais compactos, a abordagem segue a seguinte: o evaporador é alternado entre compartimentos por meio de válvulas que controlam o fluxo do ar.
Assim, o sistema opera primeiro para o congelador e depois para o compartimento de alimentos frescos.
E o benefício? Em suma, a temperatura de evaporação é ajustada conforme a necessidade, o que implica em otimização energética e aumento do Coeficiente de Performance (COP).
Não menos importante, é preciso dizer que neste cenário é possível aproveitar o ar mais quente de um compartimento para ajudar no degelo do evaporador, reduzindo ainda mais o consumo.
E assim como a configuração anterior, esta exige uma arquitetura precisa e bem projetada, principalmente quanto às válvulas, sensores de temperatura e temporização de ciclos.
Como controlar um sistema de refrigeração de dupla temperatura
Até o momento, conclui-se que o sistema de refrigeração de dupla temperatura depende, fortemente, do nível de controle aplicado à operação.
Vamos ao exemplo da Flanagan Foodservice, uma empresa de distribuição alimentar localizada em Kitchener, Ontário (Canadá), que inovou a sua planta com tecnologias que possibilitam o controle do sistema dual temperature.
Definição do desafio e solução para controle
Ao ampliar sua instalação em 6.000 m², a Flanagan optou por um sistema que unisse sustentabilidade, desempenho e controle de precisão — o objetivo de qualquer empresa.
A solução adotada envolveu o uso exclusivo de refrigerantes naturais — amônia (NH₃) e dióxido de carbono (CO₂) — com um arranjo de dupla temperatura fornecido pela Mayekawa Canada.
Em suma, o sistema é composto por:
- 360 kW de capacidade para áreas de congelamento (–15 °C), cobrindo cerca de 4.200 m²;
- 120 kW para áreas de congelamento profundo (–28 °C), como o setor de sorvetes, com 450 m².
Mas, para cumprir os requisitos, foi preciso recorrer a componentes de excelência, que fossem responsáveis por garantir o controle preciso da operação térmica. Entre os dispositivos utilizados, destacam-se:
1. Estações de válvulas ICF (Integrated Control Function)
Essas estações de válvulas integram múltiplas funções de controle em um único corpo compacto e modular.
Neste contexto, as estações ICF são utilizadas para distribuir o CO₂ de forma segura e estável aos evaporadores e também aos trocadores de calor tipo casco e tubo, onde há a transferência de energia entre o NH₃ e o CO₂.
Além disso, essas válvulas foram desenvolvidas com capacidade para suportar pressões de até 52 bar.
Como é uma pressão admissível acima da pressão típica de operação de sistemas de CO₂ (em torno de 40 bar), tem-se uma margem de segurança e robustez ao projeto.
2. Válvulas motorizadas ICM
As válvulas ICM são bastante conhecidas por regular o fluxo do refrigerante líquido em tempo real combinado ao controle extremamente fino da quantidade de fluido que entra no evaporador.
Através dela, o fornecimento estável de refrigerante evita flutuações que possam comprometer o desempenho do sistema ou causar falhas operacionais.
3. Inversores de frequência Danfoss
Há um benefício significativo em utilizar variadores de frequência (VFDs) no acionamento dos compressores de parafuso e as bombas de CO₂ uma vez que esses dispositivos eletrônicos ajustam a rotação dos motores conforme a carga térmica detectada.
Desta forma, torna-se possível manter um equilíbrio dinâmico entre a demanda térmica das zonas refrigeradas e o desempenho dos equipamentos, o que implica na economia de energia e na redução do desgaste dos componentes.
4. Transmissores de pressão
Ao posicionar estrategicamente os transmissores nos circuitos de NH₃ e CO₂, o monitoramento contínuo do sistema de pressão ajusta automaticamente válvulas e compressores, mantendo operação segura e eficiente em todas as condições.
Conclusão
Este texto traz uma visão valiosa de como um processo industrial pode ser complexo, visto que a necessidade de controlar sistemas é suprida a partir da interação entre tecnologias confiáveis e automação robusta.
Em sistemas de refrigeração de dupla temperatura, a escolha correta dos dispositivos industriais é um diferencial quanto à confiabilidade da operação.
As válvulas ICF, ICM, inversores e sensores podem transformar o sistema complexo em um output eficiente, estável e com baixa pegada ambiental.
Esse tipo de abordagem é especialmente relevante para você, engenheiro e técnico que atua em projetos que exigem alta performance térmica e responsabilidade ambiental.
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