Como Evitar Golpe de Líquido na Partida do Compressor: Técnicas e Soluções para Sistemas de Refrigeração Industrial

O golpe de líquido é um dos fenômenos mais temidos em sistemas de refrigeração industrial e comercial. Ele ocorre quando o compressor, em especial do tipo alternativo, recebe uma quantidade indesejada de líquido refrigerante em vez de gás na sucção, causando danos mecânicos graves em segundos. As consequências envolvem desde redução severa da vida útil do equipamento até falha total do compressor, resultando em prejuízos operacionais e altos custos de manutenção.

A prevenção do golpe de líquido requer profundo conhecimento das causas, mecanismos físicos, sintomatologia e principalmente das soluções práticas de engenharia. Este artigo detalha com precisão técnica como evitar o golpe de líquido na partida do compressor, com ênfase em aplicações frigoríficas, HVAC industrial e sistemas de refrigeração de alimentos e bebidas, abordando tanto aspectos de programação, controle quanto soluções mecânicas.

Sumário

1. O que é o golpe de líquido e por que ocorre?
2. Principais consequências do golpe de líquido
3. Causas do golpe de líquido em compressores
4. Técnicas e dispositivos para evitar golpe de líquido
   • Dimensionamento e seleção de acumuladores de sucção
   • Ciclo de proteção via controles eletrônicos (ex: Danfoss)
   • Programação de inversores de frequência Danfoss para partidas suaves
   • Estratégias no controle de válvulas de expansão
   • Dispositivos auxiliares: válvulas de retenção, solenoides e aquecedores de cárter
5. Boas práticas de manutenção preventiva
6. Como a Elektra pode ajudar a evitar golpes de líquido
7. Conclusão

1. O que é o golpe de líquido e por que ocorre?

O golpe de líquido, ou “liquid slugging”, é o termo usado quando uma quantidade significativa de refrigerante no estado líquido entra no compressor—especialmente em compressores alternativos (pistão) e, em menor escala, em compressores scroll e parafuso.

O compressor, projetado para comprimir gás refrigerante, não é capaz de comprimir líquido devido à incompressibilidade dos fluidos líquidos. Assim, ao receber líquido na sucção, ocorre o “travamento hidráulico”, que pode romper válvulas, bielas, anéis, placas e até mesmo o bloco do compressor.

Esse fenômeno é especialmente perigoso na partida do compressor, em que não há tempo para o líquido evaporar, pois o arranque é brusco e há intenso deslocamento do eixo e dos pistões.

Por que ocorre na partida?

• Durante o tempo de desligamento, parte do refrigerante líquido pode migrar ou se acumular no cárter, evaporador ou trajetória de sucção.
• Quando o compressor parte, este líquido é sugado de uma só vez, causando o impacto chamado de “golpe de líquido”.

2. Principais consequências do golpe de líquido

• Danos mecânicos severos: Quebra de bielas, pistões, anéis, placas de válvula e até do bloco do compressor.
• Diluição do óleo lubrificante: O refrigerante líquido misturado ao óleo pode reduzir drasticamente a película lubrificante, acelerando o desgaste.
• Queima de motores elétricos: Em compressores herméticos, o choque hidráulico pode travar o motor, levando à queima.
• Redução da vida útil e alto custo operacional: Manutenção corretiva, redução de produtividade, perda de garantia e eventuais paradas não programadas.

3. Causas do golpe de líquido em compressores

As causas mais comuns de golpe de líquido são:

• Retorno excessivo de líquido do evaporador devido a:
  • Controle ineficaz da válvula de expansão (superaquecimento insuficiente)
  • Baixa carga térmica durante a partida
  • Válvula solenóide defeituosa permitindo refluxo
• Defeitos ou ausência de acumulador de sucção
• Falta de aquecimento do cárter—especialmente em paradas prolongadas ou ambientes frios
• Programação inadequada dos controles eletrônicos (Danfoss, Carel, etc.)
• Curto-circuito de gás entre o condensador e o evaporador devido a instalação incorreta de válvulas de retenção
• Programação agressiva do inversor de frequência, com partida brusca e rampas inadequadas

4. Técnicas e dispositivos para evitar golpe de líquido

a) Dimensionamento e seleção de acumuladores de sucção

O acumulador de sucção é o principal dispositivo responsável por impedir que grandes volumes de líquido entrem diretamente no compressor. Ele deve ser dimensionado de acordo com a capacidade do sistema, o tipo de refrigerante e o tempo estimado de retorno de óleo.

Características essenciais do acumulador:

• Volume suficiente para conter picos de retorno de líquido.
• Câmara de separação eficiente para vaporizar o líquido residual antes da sucção.
• Dispositivo de retorno lento do óleo (tubulação capilar ou bypass).

Tabela exemplo: Dimensionamento de acumulador de sucção

b) Ciclo de proteção via controles eletrônicos (ex: Danfoss)

Os controladores eletrônicos Danfoss permitem implementar lógicas de proteção cruciais para evitar o golpe de líquido:

• Retardo de partida (Time Delay ON): Previne partidas frequentes e permite tempo para migração do líquido evaporar.
• Verificação de superaquecimento: Sensores de temperatura garantem partida apenas com superaquecimento adequado (ex: 6~10°C).
• Bloqueio ao detectar baixa temperatura do cárter: Sensores no cárter impedem partida em condições perigosas.

Amostra de parâmetros relevantes (Danfoss MCX15B, AK-CC 550):

c) Programação de inversores de frequência Danfoss para partidas suaves

A programação correta dos inversores de frequência Danfoss (ex.: VLT® HVAC Drive FC-102, Refrigeration Drive FC-103, Automation Drive FC-302) é essencial para partidas controladas, minimizando a chance de golpe de líquido:

• Tempo de rampa de aceleração (Par. 3-41): Rampas lentas permitem gradativo deslocamento do pistão, reduzindo o arraste de líquido.
• Redução de RPM na partida (Par. 4-16/4-17): Evitar rotações elevadas nos primeiros segundos de operação.
• Controle PID de pressão de sucção: Mantém a pressão em patamares que evitam a entrada de líquido não evaporado.
• Função AMA (Autotune): Ajuste automático para equilíbrio de carga e menor risco de partidas abruptas.

Exemplo (FC-102 HVAC Drive):
Par. 3-41: Ramp-up = 20 s
Par. 4-16: Limite Inicial RPM = 20% do nominal
Par. 12-00: PID Ativado – pressão alvo de sucção conforme evaporador

d) Estratégias no controle de válvulas de expansão

• Superaquecimento ajustado corretamente: Geralmente entre 6°C e 10°C, evitando retorno de líquido à linha de sucção.
• Uso de válvula de expansão eletrônica Danfoss (ETS, AKV…): Permite ajuste preciso e monitoramento ativo.

e) Dispositivos auxiliares

• Válvulas de retenção: Evitam migração indesejada de líquido durante o desligamento.
• Solenóides de líquido: Fecham imediato o fornecimento de líquido ao evaporador no desligamento.
• Aquecedores de cárter: Ideal em ambientes frios ou arranques pós-paradas longas, favorecendo evaporação do líquido acumulado no óleo do cárter antes da partida.

5. Boas práticas de manutenção preventiva

• Verificação periódica do superaquecimento e ajuste das válvulas de expansão
• Inspeção das condições do acumulador de sucção
• Checagem dos sensores e lógica dos controladores Danfoss
• Monitoramento do consumo de corrente na partida
• Testes regulares do funcionamento dos aquecedores de cárter
• Verificação de estanqueidade do sistema para evitar migração de líquido

6. Como a Elektra pode ajudar a evitar golpes de líquido

A Elektra, como distribuidora oficial Danfoss, oferece suporte técnico avançado para seleção, parametrização e instalação de todos os componentes críticos no combate ao golpe de líquido, incluindo:

• Dimensionamento correto de acumuladores e dispositivos de proteção
• Seleção e programação ideal de inversores Danfoss (FC-51, FC-101, FC-102, FC-302 etc.)
• Recomendação de válvulas, sensores e aquecedores conforme aplicação e refrigerante
• Assistência técnica autorizada, estoque amplo e entrega para todo o Brasil
• Treinamentos para equipes de engenharia e manutenção
• Suporte remoto pós-venda especializado

Conclusão

A prevenção do golpe de líquido na partida do compressor é um dos pilares para a longevidade e eficiência de qualquer sistema de refrigeração industrial ou HVAC. Adotar soluções robustas, como o uso adequado de acumuladores, programação criteriosa dos inversores Danfoss e controle apurado de válvulas de expansão, assegura menor incidência de falhas e reduz drasticamente custos imprevistos.

Confie na experiência e suporte técnico da Elektra para garantir a operação segura e eficiente de sua planta frigorífica, desde o dimensionamento até a gestão contínua dos equipamentos. Entre em contato com nossa equipe de especialistas e leve a expertise Danfoss para seu projeto!