Nos últimos anos, a busca por soluções eficientes e sustentáveis ganhou destaque no atual cenário da climatização industrial e comercial.
No entanto, todo trabalho de otimização deve ser elaborado com a premissa de manter a qualidade operacional.
Entre os principais desafios enfrentados por engenheiros de projeto e manutenção em sistemas HVAC, destaca-se a necessidade de garantir a continuidade do fornecimento de ar mesmo diante de falhas em componentes. Isso sem desconsiderar o cumprimento das rigorosas normas de desempenho energético.
Neste viés, uma estratégia que tem sido comumente adotada é o uso de múltiplos ventiladores em sistemas HVAC, mas combinados a um condicionador do sucesso: inversores de frequência.
Este método representa uma solução altamente vantajosa, seja pelo ponto de vista técnico ou regulatório.
Isso se deve à distribuição de carga entre diversos ventiladores controlados individualmente, o que não apenas otimiza o consumo energético, mas também aumenta consideravelmente a resiliência do sistema
Então, aqueles ambientes que exigem alta disponibilidade de ventilação, como hospitais, data centers, shoppings e ambientes industriais, são contemplados com essa tecnologia.
Para explorarmos melhor este assunto, o presente artigo discorre sobre como a integração de inversores de frequência em sistemas com múltiplos ventiladores proporciona uma operação mais robusta, eficiente e aderente às regulamentações modernas de construção.
O que é o inversor de frequência
É sempre um prazer falar sobre o inversor de frequência, dispositivo o qual tem revolucionado o conceito de eficiência e controle da indústria, em especial de motores elétricos presentes neste âmbito.
E você, nunca ouviu falar sobre este dispositivo?
O inversor de frequência, também conhecido como drive de velocidade variável (VSD – Variable Speed Drive) ou VFD (Variable Frequency Drive), é um dispositivo eletrônico utilizado para controlar a velocidade e o torque de motores elétricos.
Isso ocorre por meio da variação da frequência e tensão da energia de alimentação do motor elétrico.
Desta forma, o VSD é utilizado para obter controle de diversos equipamentos que são normalmente acionados por motores elétricos, tais como esteiras transportadoras, bombas, compressores, máquinas ferramenta, sistemas HVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado), entre outros.
Em sistemas HVAC, os inversores de frequência são utilizados principalmente para ajustar a rotação de ventiladores e bombas de acordo com a demanda real.
Esta função traz benefícios significativos quanto à economia de energia elétrica, uma vez que as máquinas deixam de operar continuamente em velocidade máxima e trabalham sob demanda.
Além da economia de energia, os VSDs oferecem partida suave, reduzindo picos de corrente e o desgaste mecânico dos equipamentos.
Portanto, o aumento da vida útil dos componentes rotativos e a redução dos custos de manutenção estão também no “combo” de benefícios que o dispositivo oferece
Configuração de múltiplos ventiladores: mais que redundância
Um sistema HVAC com múltiplos ventiladores está além de apenas redundância — trata-se de garantir uma operação mais inteligente e modular.
Um sistema HVAC que é composto por um único ventilador de grande porte, tem mais desvantagens se comparado com arranjos com múltiplos ventiladores, uma vez que esta última opção permite que o fluxo de ar seja mantido mesmo em caso de falha de um dos equipamentos.
No entanto, é preciso adotar uma estratégia eficaz para que este sistema funcione de maneira coordenada e constante — e é aí que os inversores de frequência se destacam.
É um erro bem comum conectar todos os ventiladores a um único VSD de alta potência. Isso está ligado também àquela economia desnecessária que pode gerar complicações.
E o porquê? Bem, esse método, além de exigir um equipamento sobredimensionado, introduz um risco considerável ao sistema. Afinal, e se esse VSD único falhar? Aí teríamos todo o sistema paralizado.
A melhor opção para evitar esse problema, que pode ser crítico para ambientes industriais complexos, é utilizar um VSD dedicado para cada motor de ventilador.
Desta forma, é possível que cada unidade de ventilação opere com maior precisão e que o sistema continue operando mesmo que um drive individual apresente falha.
Inteligência distribuída sem necessidade de PLC
Para tornar o ambiente mais inteligente e com uma comunicação mais fluida, é interessante recorrer a sistemas com inversores modernos Danfoss VLT® AutomationDrive, possibilitando que os dispositivos troquem informações diretamente entre si, dispensando o uso de um controlador lógico programável (PLC) externo.
Desta maneira, um dos inversores atua como mestre, monitorando a demanda de fluxo de ar e tomando decisões sobre quantos ventiladores precisam estar em operação.
Desta maneira, caso a demanda aumentar além da capacidade dos ventiladores ativos, o mestre pode acionar automaticamente unidades adicionais.
Analogamente, se a demanda cair, o inversor mestre pode desligar ventiladores de maneira coordenada para preservar energia e equilibrar o tempo de operação entre os equipamentos.
Assim, a sua empresa conta com uma medida que reduz desgaste desigual e prolonga a vida útil do sistema.
No entanto, caso o drive mestre venha a falhar, outra unidade pode assumir automaticamente a função de controle, de acordo com uma ordem de prioridade pré-estabelecida.
Com isso, o seu sistema torna-se mais resiliente e a garantia que a ventilação não seja interrompida é certa.
Eficiência energética cumprindo às normas de desempenho
As políticas públicas que reforçam operações eficientes têm ganhado destaque no decorrer dos anos. A COP29 reforçou o impacto das indústrias sobre o cenário atual e frisou a importância de investimentos que contribuam para a descarbonização.
Ao optar por ventiladores acionados por inversores de frequência, a eficiência energética é preservada em diversos níveis de carga dos ventiladores, impedindo o uso de estratégias tradicionais como amortecedores mecânicos para controle de vazão, que resultam em perda energética significativa.
Desta forma, tem-se que os dispositivos mencionados não apenas contribuem para a conformidade com as regulamentações, mas também reduz drasticamente o consumo de energia ao longo do tempo.
Benefícios adicionais na operação e manutenção
Veja só: a economia energética e a redundância não são os benefícios presentes ao uso de inversores de frequência em sistemas HVAC com múltiplos ventiladores.
Um monitoramento contínuo e preciso do desempenho de cada ventilador possibilita, também, implementar estratégias de manutenção preditiva, identificando anomalias antes que elas causem falhas.
Além disso, essa estratégia é ainda mais viável quando se pensa em intervenções técnicas que são simplificadas, haja vista um ventilador poder ser substituído ou mantido sem comprometer a operação dos demais.
