À medida que a indústria da refrigeração busca soluções industriais mais precisas e eficientes, a atenção automaticamente se volta aos controladores eletrônicos, sensores e sistemas automatizados.
E neste momento, a decisão do investimento é importante, mas insuficiente para trazer ganhos significativos de desempenho para o sistema. Para que isso ocorra, é preciso selecionar corretamente os dispositivos a serem integrados.
É neste contexto que hoje ensinamos a você como selecionar um componente de grande importância no âmbito da refrigeração industrial: a válvula solenóide.
Ao seguir os passos aqui produzidos, você melhora a estabilidade, reduz falhas operacionais e contribui diretamente para a vida útil dos seus componentes e para a economia de energia da sua planta.
O que é uma válvula solenoide?
Vamos lá: o que é uma válvula solenoide?
Assim como as outras válvulas, o papel da válvula solenoide é abrir e fechar automaticamente a passagem de fluido na linha de operação. Neste texto, o fluido, que é um líquido ou gás, vai ser o fluido refrigerante do sistema de refrigeração.
Agora, quando falamos de uma válvula solenoide, estamos falando de um dispositivo eletromecânico que executa a sua função (abrir ou fechar) a partir de um sinal elétrico enviado à sua bobina.
Desta maneira, é possível controlar precisamente o fluxo em diferentes trechos da tubulação do sistema de refrigeração, como na linha de líquido, na linha de gás quente ou na linha de sucção.
Estrutura
Sobre as suas partes, podemos destacar as principais:
- Bobina elétrica: responsável pela geração de um campo magnético;
- Corpo da válvula: onde ocorre o fechamento ou abertura do fluxo;
- Pistão ou armadura: componente móvel ativado pelo campo magnético.
Classificação
Além disso, As válvulas solenoides podem ser classificadas em três tipos principais:
- Controladas diretamente: ideais para sistemas pequenos e médias capacidades, não requerem diferença mínima de pressão para operar;
- Servo-controladas com diafragma ou pistão: utilizadas em sistemas maiores, exigem uma queda de pressão mínima para garantir abertura;
- Assistidas (com queda mínima igual a zero): recomendadas para sistemas com variações severas de carga, em que a pressão pode cair a níveis muito baixos.
Como dimensionar uma válvula solenoide para sistemas de refrigeração?
Dimensionar uma válvula solenoide exige atenção. Uma vez bem dimensionada, é garantido que a válvula funcione corretamente em todas as faixas de operação do sistema, desde carga total até carga parcial.
Então, vamos ao passo a passo considerando os principais fatores para isso:
Defina onde a válvula será aplicada
De fato, a maioria das válvulas solenoides é instalada na linha de líquido. Mas, isso não é regra. Essas válvulas também podem ser encontradas em:
- Linhas de sucção (menos comuns);
- Linhas de gás quente (em sistemas de degelo);
- Linhas de desvio de gás quente (em aplicações industriais).
Então, o primeiro passo é identificar onde será a instalação. O porquê? Basicamente, essa informação nos direciona para o cálculo correto da vazão, além das pressões envolvidas e o tipo de válvula mais indicado.
Entenda os requisitos de pressão mínima
A diferença mínima de pressão necessária na operação é uma das informações mais críticas ao dimensionar uma válvula solenoide. E com isso, voltamos novamente à relevância de informações para selecionar a válvula correta para a aplicação.
As válvulas controladas diretamente, por exemplo, funcionam sem necessidade de diferença mínima de pressão. Isso as torna ideais para aplicações com carga parcial elevada ou variações bruscas de operação.
Já as válvulas servo-controladas necessitam de uma pressão diferencial mínima. Por exemplo, a válvula EVR 10 requer ao menos 0,05 bar para operar corretamente.
Caso o sistema esteja com carga reduzida e opere com pressão diferencial abaixo desse valor (ex: 0,02 bar), a válvula pode falhar, e em cenários como este a válvula EVR 6 (menor), com pressão de carga parcial superior a 0,05 bar, seria mais indicada.
Capacidade térmica e o fluido refrigerante
Ao selecionar uma válvula, é imprescindível também estar ciente da capacidade de refrigeração (em kW), do refrigerante utilizado no sistema e da temperatura de evaporação e condensação.
A partir desses dados, é possível identificar a vazão do fluido, dimensionar a válvula com base nas tabelas ou softwares de fabricantes e você se livra de excesso de perda de carga (consequente de válvulas subdimensionadas) ou de queda de pressões insuficientes (consequência de válvulas superdimensionadas).
Sub-resfriamento
Sabe-se que quanto menor o sub-resfriamento, maior será a vazão de refrigerante necessária, devido a relação existente entre a entalpia do fluido, fluxo de massa de fluxo volumétrico.
Contudo, não deixe de utilizar o fator de correção indicado em manuais de dimensionamento.
Pressão máxima de trabalho e pressão diferencial máxima
Assim como a queda de pressão, a pressão máxima permitida é também uma informação imprescindível na seleção da válvula solenoide correta para o sistema de refrigeração.
A pressão máxima permitida deve ser maior que a pressão de operação do sistema. Por exemplo, 32 bar é o suficiente para refrigerantes como R134a e R507.
Já sobre a pressão diferencial máxima, também conhecida como MOPD, diz respeito à pressão diferencial máxima que a válvula suporta abrir contra ela. Isso é importante em sistemas em que há o acúmulo de pressão que precisa ser vencido quando o compressor é desligado.
E não menos importante: a bobina influencia nesse valor.
Limitações técnicas
Diante de limitações técnicas, não desconsidere outras alternativas. Por exemplo, diversos sistemas podem apresentar cargas parciais muito baixas, fazendo com que as válvulas convencionais não atendam à aplicação.
Neste caso, opções como válvulas principais com piloto solenoide (ICS), válvulas motorizadas (ICM) e válvulas assistidas de queda zero, como EVRAT
Conclusão
Para qualquer dispositivo industrial, o dimensionamento correto é uma das etapas mais importantes do projeto.
Na refrigeração, a seleção correta de válvulas solenoide garante:
- Funcionamento estável em todas as faixas de operação;
- Redução de falhas causadas por excesso ou falta de pressão;
- Eficiência energética aprimorada;
- Maior vida útil dos componentes.
E para isso, é preciso considerar os diversos fatores descritos neste texto, a fim de garantir que uma válvula compatível com as exigências térmicas e mecânicas do sistema seja escolhida.
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