No contexto da indústria de alimentos, bebidas e frigoríficos, a eficiência dos túneis de congelamento é determinante para a qualidade do produto final e a sustentabilidade operacional. Reduzir a carga térmica de túneis de congelamento não só implica menor consumo energético, mas também maior confiabilidade, vida útil dos equipamentos e aderência a exigências sanitárias cada vez mais rígidas. A automação industrial, sobretudo com soluções Danfoss, desempenha papel-chave nessa otimização – combinando controle avançado, precisão de instrumentação e integração inteligente dos sistemas de refrigeração, ventilação e gerenciamento térmico.
Neste artigo, você encontrará um panorama técnico completo sobre como a automação Danfoss contribui para a redução da carga térmica em túneis de congelamento, detalhes de configuração dos inversores de frequência, sensores, válvulas e dicas práticas na aplicação industrial real.
Sumário
- O que é carga térmica em túneis de congelamento
- Principais fontes de carga térmica
- Bases para redução da carga térmica
- Conceitos de automação aplicada com Danfoss
- Seleção e parametrização de inversores Danfoss (VLT e FC Series)
- Configuração de sensores, válvulas e dispositivos auxiliares
- Lógicas de controle, alarmes e estratégias PID
- Benefícios práticos e ganhos operacionais
- Conclusão e contato com a Elektra
1. O que é carga térmica em túneis de congelamento
Carga térmica corresponde à quantidade total de calor que deve ser removida de um túnel frigorífico para atingir e manter as temperaturas alvo durante o processo de congelamento rápido. Abrange o calor proveniente do produto, do ambiente externo, de circulação de ar, equipamentos elétricos, infiltrações e aberturas de porta, além de calor advindo de subprodutos do processo (como ventiladores, motores e iluminação interna).
2. Principais fontes de carga térmica
A identificação das origens da carga térmica é o primeiro passo crucial para sua mitigação. As principais fontes incluem:
- Entrada de produto: Calor sensível e latente trazido pelo produto à temperatura ambiente.
- Infiltrações de ar: Vazamentos e aberturas nos túneis durante carga e descarga.
- Transmissão pelas paredes: Deficiências de isolamento térmico.
- Equipamentos internos: Calor gerado por motores, ventiladores, iluminação e sistemas auxiliares.
- Condensação e sublimação: Formação de gelo e operação de descongelamento (defrost).
Reduzir tais fontes exige abordagem integrada, que passa pelo projeto físico e escolhas de automação e controle.
3. Bases para redução da carga térmica
As principais estratégias técnicas são:
- Melhoria do isolamento térmico estrutural
- Minimização de infiltrações (porta rápidas, cortinas de ar)
- Redução do tempo de portas abertas (sensores e lógicas automatizadas)
- Evaporação e circulação de ar otimizadas (controle de ventiladores e válvulas de expansão)
- Uso racional de ciclos de descongelamento (defrost inteligente)
- Automação e gerenciamento centralizado de variáveis críticas
Neste contexto, as soluções Danfoss se destacam ao permitir integração total dos equipamentos e sistemas.
4. Conceitos de automação aplicada com Danfoss
A Danfoss oferece um portfólio robusto para automação em túneis de congelamento. Os principais componentes incluem:
- Inversores de frequência (VLT® Micro Drive FC-51, VLT® Refrigeration Drive FC-103, VLT® HVAC Drive FC-102, VLT® AutomationDrive FC-302) para controle preciso de ventiladores, esteiras e bombas.
- Controladores eletrônicos (MCX, AK-PC, AK-CC, AK-SM) para gerenciar temperatura, defrost, alarmes e rotinas automáticas.
- Válvulas de expansão eletrônica (ETS D, ETS 5M), otimizando controle de superaquecimento e desempenho do evaporador.
- Sensores (temperatura, pressão, umidade, corrente) de alto desempenho para monitoramento online.
- Soft starters e relés inteligentes para proteção de motores de compressores e ventiladores.
A integração de tais dispositivos permite automação avançada, personalizável conforme o perfil térmico de cada túnel.
5. Seleção e parametrização de inversores Danfoss (VLT e FC Series)
A seleção correta do inversor Danfoss é fundamental para controlar ventiladores e motores de circulação do túnel de congelamento, variando a velocidade conforme demanda térmica e reduzindo consumo energético. Destacam-se:
| Modelo | Aplicação típica | Potência (kW) | Tensão | Funções relevantes |
| FC-51 Micro Drive | Ventiladores pequenos, esteiras | 0,18 a 22 | 200-240/380-480 V | Controle básico, fácil instalação |
| FC-101 HVAC Drive | Ventilação ambiente, exaustão | 1,1 a 400 | 200-690 V | CLP embutido, interface HVAC |
| FC-102 HVAC Drive | Ventilação e bombas industriais | 1,1 a 1000 | 200-690 V | PID avançado, funções master/slave |
| FC-103 Refrigeration Drive | Evaporadores, ventiladores, compressores | 1,1 a 250 | 380-480 V | Controle de refrigeração dedicado |
| FC-202 AQUA Drive | Bombas (degelo, refrigeração líquida) | 0,25 a 1000 | 200-690 V | Funções para líquidos, soft Starter |
| FC-302 Automation | Controle geral/multimotor | 0,37 a 560 | 200-690 V | High-end: Safe Torque Off, campos customizáveis |
Parâmetros Essenciais para Redução de Carga Térmica:
- P-100 Motor Power: Configure conforme placa de dados.
- P-130 Frequency Setting: Utilize ranges otimizados para limitação máxima/minima conforme demanda real.
- P-200 Acceleration/Deceleration Ramps: Ajuste para evitar picos térmicos ao iniciar/parar ventiladores.
- P-400 PID Control: Habilite e ajuste para manter temperatura alvo sem overshoot.
- P-1500 Sleep Mode: Programe para desligamento automático quando carga térmica atingir limite inferior.
- P-500 Digital/Analog I/O: Configure sinais dos sensores para automação centralizada.
Nos modelos FC-101, FC-102 e FC-103, os menus são intuitivos e há presets específicos para aplicações de refrigeração e congelamento, reduzindo riscos de configuração indevida.
6. Configuração de sensores, válvulas e dispositivos auxiliares
A automação completa exige setup preciso dos periféricos:
Sensores
- Temperatura (Pt1000, NTC): Instalados nas zonas críticas do túnel. A precisão e o tempo de resposta são fundamentais para logicamente modular a ventilação e o degelo.
- Pressão: Utilizados para monitoramento de linha de líquido/gás e proteção dos compressores.
- Do ponto de orvalho: Para antecipar riscos de condensação e formação excessiva de gelo.
Válvulas de expansão eletrônica Danfoss (exemplo ETS 6, ETS Colibri)
| Válvula | Capacidade (kW) | Fluido | Tensão de Operação | Faixa de Superaquecimento |
| ETS 6 | 2…40 | R404A, R407F, CO2 | 12/24 V AC/DC | 3…15 K |
| ETS Colibri | 1…25 | Diversos | 24 V AC/DC | 3…12 K |
A programação correta desses dispositivos nos controladores Danfoss MCX ou AK-PC permite algoritmos de expansão adaptativos, baixando o superaquecimento e redução da carga térmica residual do evaporador.
7. Lógicas de controle, alarmes e estratégias PID
A automação Danfoss permite implementar lógicas avançadas que impactam diretamente a eficiência térmica dos túneis de congelamento:
Controle PID Avançado
- Ajuste automático (Auto-tuning): Muitos modelos Danfoss realizam o ajuste automático de parâmetros PID para estabilização fina da temperatura, evitando sobrecarga ou subutilização dos sistemas.
- Multi-zona: Permite o controle individual de zonas do túnel, otimizando consumo onde realmente há necessidade de refrigeração.
- Interface homem-máquina (HMI): Monitoramento em tempo real, intervenção rápida em caso de alarmes críticos.
Alarmes e Intertravamentos
- Monitoramento de abertura de portas: Alarmes para tempo excessivo aberto, acionando ventilação contingencial.
- Alarme de sensor de temperatura fora de faixa: Acionamento de protocolos de emergência.
- Falha de comunicação: Redundância e fallback para modos seguros.
Ciclo Inteligente de Degelo (Defrost)
- Degelo on demand: Atuação apenas quando diferença de pressão e temperatura indicarem formação de gelo relevante.
- Registro histórico: Análise contínua e ajuste dinâmico do intervalo de defrost via controladores MCX/AK série.
8. Benefícios práticos e ganhos operacionais
Ao integrar automação Danfoss na engenharia de túneis de congelamento, os ganhos observados normalmente incluem:
- Redução de até 25% na carga térmica global quando comparado com sistemas convencionais sem automação.
- Estabilidade térmica superior, promovendo melhor qualidade e integridade dos alimentos na linha de produção.
- Economia elétrica direta: Exemplo: Adoção de inversores com controle de ventiladores em função da necessidade térmica resulta em consumo proporcional à demanda real, reduzindo custos com energia reativa e picos de consumo.
- Diminuição do desgaste de equipamentos por número reduzido de partidas e paradas (soft start/stop).
- Melhoria dos índices de manutenção preventiva: Ações baseadas em dados (condition based) promovem intervenções mais certeiras e menos disruptivas no túnel.
- Relatórios e rastreabilidade completos: Monitoramento histórico das variáveis críticas via Data Logger dos controladores.
9. Conclusão e contato com a Elektra
A modernização e automação de túneis de congelamento com soluções Danfoss impacta diretamente não apenas na redução da carga térmica, mas na competitividade industrial, sustentabilidade e conformidade sanitária. A correta seleção, parametrização e integração desses sistemas demanda conhecimento técnico e experiência prática — diferenciais oferecidos pela equipe Elektra.
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