Como Evitar Gelo e Entupimento em Linhas de Líquido com Amônia (NH₃) em Sistemas de Refrigeração Industrial

A refrigeração industrial baseada em amônia (NH₃) é amplamente utilizada em setores como alimentos, bebidas, frigoríficos e HVAC devido à sua eficiência termodinâmica e à sua sustentabilidade ambiental. Contudo, os sistemas que utilizam amônia como fluido refrigerante exigem atenção detalhada ao projeto, operação e manutenção, especialmente em pontos críticos como as linhas de líquido. O gelo e o entupimento nessas linhas podem causar perdas operacionais, riscos de segurança, paradas inesperadas e elevado custo de manutenção.

Neste artigo, trazemos uma análise aprofundada sobre as principais causas de formação de gelo e entupimento em linhas de líquido com NH₃, métodos práticos e engenheiramente fundamentados para prevenção, recomendações de seleção de componentes Danfoss, e o papel fundamental do suporte técnico Elektra em todas as etapas do processo.

Índice

1. Principais causas de gelo e entupimento em linhas de líquido com NH₃
2. Impactos operacionais e riscos associados
3. Estratégias de engenharia para prevenir congelamento e bloqueios
4. Seleção e aplicação de componentes Danfoss
5. Boas práticas de instalação e manutenção preventiva
6. Como a Elektra pode auxiliar seu projeto

1. Principais causas de gelo e entupimento em linhas de líquido com NH₃

O congelamento e a obstrução de linhas de líquido em sistemas de NH₃ podem ocorrer por diferentes motivos, como:

• Presença de água: a amônia anidra é higroscópica e absorve água do ambiente, resultando em formação de gelo em temperaturas abaixo de 0°C. Resquícios de água proveniente de falhas no sistema de secagem ou vazamentos podem congelar e bloquear a linha;
• Queda abrupta de pressão: expande a amônia líquida promovendo o resfriamento intenso e, se houver água ou condensados, resulta em congelamento rápido;
• Dimensionamento inadequado das linhas: diâmetros abaixo do especificado aumentam velocidade do fluido, intensificando a queda de pressão e favorecendo formação de gelo nela ou na válvula de expansão;
• Vazamento de isolamentos térmicos: falhas no isolamento térmico em pontos críticos favorecem a condensação de umidade do ar externo sobre as linhas frias, formando gelo externo, que pode evoluir para bloqueio físico;
• Relação incorreta pressão-temperatura: pressões muito baixas por controle inadequado levam a temperaturas de linha próximas ou abaixo do ponto de congelamento da água, mesmo em pequenas quantidades.

Fatores Adicionais:

• Contaminação por óleo: partículas de óleo podem acumular-se em pontos baixos e servir de núcleo para formação de gelo, agravando o entupimento.
• Válvulas com vazamento interno: contribuem para acúmulo de líquido em locais não desejados.

2. Impactos operacionais e riscos associados

• Perda de capacidade de refrigeração: restrição no fornecimento de líquido aos evaporadores;
• Risco de cavitação em bombas: por falta de suprimento adequado de líquido;
• Sobrecarga em compressores: funcionamento comprometido e potencial risco de retorno de líquido;
• Paradas não planejadas: interrupção total do processo de refrigeração, levando à perda de produtos perecíveis (no caso de alimentos e bebidas);
• Riscos de segurança industrial: vazamentos e acúmulo de pressão podem levar a acidentes severos, dado o potencial tóxico e inflamável do NH₃.

3. Estratégias de engenharia para prevenir congelamento e bloqueios

A prevenção de gelo e entupimento começa no projeto e se estende à operação e manutenção do sistema. A seguir, detalhamos recomendações aplicáveis ao contexto industrial:

3.1. Secagem e purga rigorosas do sistema

• Sempre purgar e secar completamente o circuito antes do comissionamento;
• Em caso de manutenção, repetir este procedimento antes do reabastecimento de NH₃.

3.2. Dimensionamento adequado das linhas de líquido

É fundamental seguir tabelas de engenharia que considerem:

• Vazão máxima prevista;
• Comprimento total da linha e perdas de carga;
• Condições de temperatura ambiente e isolamento.

3.3. Isolamento térmico eficiente

• Utilize isolantes adequados para baixas temperaturas (exemplo: espuma elastomérica fechada, poliisocianurato);
• Todos os trechos da linha expostos a ambientes mais quentes devem ser isolados;
• Barreiras de vapor são essenciais para evitar migração de umidade.

3.4. Válvulas de expansão corretamente selecionadas

• Válvulas Danfoss, como STC, tipo PM ou ICAD, devem ser escolhidas considerando capacidade, pressão máxima admissível e resistência ao congelamento.
• Recomenda-se o uso de filtros de linha (tipo FIA Danfoss) antes das válvulas para reter possíveis partículas.

3.5. Monitoramento de pontos de orvalho/condensação

• Sensores de temperatura e umidade em pontos estratégicos auxiliam a detectar riscos de formação de gelo.
• Alarmes programáveis (em CLPs industriais ou inversores Danfoss) alertam sobre condições fora do especificado.

3.6. Procedimentos operacionais controlados

• Aberturas de válvulas de líquido devem ser lentas e controladas (automatização recomendada);
• Purgas regulares em pontos baixos e drenos;
• Testes periódicos de estanqueidade.

4. Seleção e aplicação de componentes Danfoss

A escolha de componentes corretos é determinante para a confiabilidade do sistema. Na Elektra, somos especialistas em dimensionamento preciso e suporte na integração de soluções Danfoss. Confira as soluções recomendadas:

4.1. Filtros e separadores

• Filtro FIA Danfoss: retém partículas sólidas nas linhas de NH₃, com elementos filtrantes removíveis.
• Instalação obrigatória antes de válvulas de expansão ou de controle automáticas.

4.2. Válvulas de controle

4.3. Válvulas de expansão

4.4. Instrumentação e automação

• Pressostatos e termostatos RT e KP Danfoss: garantem monitoramento confiável das condições das linhas.
• CLP e inversores VLT Danfoss (ex. FC-202, FC-302): podem ser programados para monitorar temperatura, controlar válvulas motorizadas e acionar alarmes de gelo no sistema.

Parâmetros sugeridos em inversores Danfoss:

• Função de monitoração de sensor analógico nas entradas (ex: temperatura do líquido).
• Alarmes configurados para detecção de temperaturas críticas.
• Lógica de controle paramétrica para liberar acionamento gradual de válvulas (rampas suaves).

5. Boas práticas de instalação e manutenção preventiva

• Isolamento em todas conexões, flanges e válvulas expostas.
• Realização periódica de testes de estanqueidade com rastreamento de presença de umidade residual.
• Verificação regular dos filtros de linha e sua substituição.
• Purgas programadas nos pontos baixos das linhas e recipientes.
• Auditorias termográficas para identificar pontos de baixa temperatura ou formação de orvalho/gelo.

6. Como a Elektra pode auxiliar seu projeto

Como distribuidora oficial Danfoss e centro de excelência em engenharia de refrigeração industrial, a Elektra oferece:

• Suporte técnico especializado para seleção e dimensionamento de componentes (válvulas, filtros, automação e inversores);
• Assistência autorizada Danfoss para instalação, parametrização e atendimento a alarmes de campo;
• Estoques locais com pronta entrega para todo o Brasil, reduzindo o tempo de parada;
• Treinamentos técnicos para equipes de manutenção, promovendo melhores práticas na prevenção de gelo e entupimentos;
• Projetos de automação personalizada com inversores VLT Danfoss, assegurando monitoração contínua.

Entre em contato para receber consultoria técnica detalhada e garantir máxima eficiência, segurança e longevidade ao seu sistema com NH₃.

Conclusão

Evitar gelo e entupimento em linhas de líquido com NH₃ é um desafio multidisciplinar, que exige atenção rigorosa ao detalhamento de projeto, correta seleção de equipamentos (especialmente válvulas, filtros e automação Danfoss), práticas exemplares de instalação e manutenção, além do suporte de uma equipe técnica experiente. Investir nessas medidas é fundamental não apenas para evitar prejuízos e paradas, mas para garantir segurança, eficiência energética e sustentabilidade do processo produtivo.

Fale agora com a equipe técnica da Elektra para consultar soluções Danfoss, receber treinamento e assistência especializada em sistemas de amônia. Seu sucesso é o nosso compromisso!