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TECNOLOGIA EMBARCADA

Conheça um pouco das tecnocologias que embarcamos em nossos equipamentos:

Alta Qualidade dos Componentes

Uma das premissas de projeto e fabricação dos equipamentos produzidos pela Diamont é a utilização dos melhores componentes e materiais disponíveis no mercado.

Com base no conceito de operar ininterruptamente durante 24/7/365 dias do ano, o equipamento é projetado com materiais e componentes de alta performance e durabilidade. Os conjuntos rotativos (ventiladores e compressores são desenvolvidos para suportarem até 100 mil horas de funcionamento. Os componentes elétricos utilizados nos condicionadores de ar Diamont resistem até 10 milhões de operações. A estrutura metálica é fabricada com chapas de aço galvanizado e revestidas com pintura epóxi a pó, curada em forno de alta temperatura para resistir a corrosão. A tubulação de cobre utilizada dentro do equipamento possui parede mais espessa 1/16”, que garante maior rigidez e menos vibração. As varetas de solda utilizadas no circuito frigorífico possuem 15% de prata para garantir maior qualidade e resistência as uniões internas com o objetivo de se evitar vazamentos. O equipamento possui acionamento em modo emergência, equipado com um microcontrolador paralelo que garante as funções de ventilação e refrigeração em caso de pane na automação principal.

O conceito de segurança é fortemente abordado tanto na parte mecânica como na elétrica e automação. O circuito frigorífico é dotado de 3 camadas de proteção para controle das pressões, a primeira é feita por transdutores de pressão, a segunda por pressostatos mecânico de rearme automático e a terceira por um pressostato de alta pressão com rearme manual na unidade condensadora. No quadro elétrico, todos os componentes são protegidos por disjuntores individuais e possuem cabos com classe de isolação especial 1kV e 90°C e classe de encordoamento 4.

Design Compacto

Um dos grandes problemas das aplicações é a área ocupada pelo ar condicionado que não permite a expansão da operação do cliente. Os condicionadores de ar Diamont são projetados com tecnologias e softwares de modelagem para resultar em equipamentos mais compactos.

Nesse sentido, os equipamentos são projetados em softwares CAD para compactar e utilizar as melhores práticas de engenharia térmica no que diz respeito ao funcionamento e engenharia metalúrgica na parte de construção do gabinete metálico.

Utiliza-se também análises CAE para avaliar o posicionamento dos trocadores de calor e ventiladores dentro do equipamento, com objetivo de atingir sempre o melhor desempenho térmico e baixas perdas de pressão para o sistema de ventilação.

Modularidade

O gabinete do equipamentos segue um padrão construtivo, onde a sua altura e profundidade são padrões e apenas a largura da máquinas variam, em função da capacidade de refrigeração. Outro conceito vinculado à modularidade é a relação do arranjo de operação do sistema, que através das opções de capacidade dos equipamentos, aplica-se facilmente o conceito N+N ou N+1 de redundância, garantindo a contingência de operação com menor investimento em máquinas back-up.

Conectividade

Ver e Enxergar.

Moto Ventilador EC

A avançada tecnologia de motores EC (Eletronicamente Comutado), combina tensão alternada (AC) e tensão contínua (DC) em um mesmo motor. A partir desse conceito, é possível se beneficiar simultaneamente do melhor de ambos os tipos de motor, a alta eficiência dos motores DC e a flexibilidade de utilização do motores AC.

O coração do motor funciona com tensão contínua, mas se alimenta diretamente da tensão da concessionária. A transformação da tensão de alternada para contínua ocorre no interior do motor mediante uma placa eletrônica de alta tecnologia situada na base do estator, a qual também permite o controle do mesmo.

Os motores EC são formados por três partes: o rotor externo de imãs permanentes, estator e placa eletrônica de potência e controle.

Os ventiladores eletrônicos possuem baixa dissipação de calor, comutação eletrônica silenciosa, baixo nível de ruído, proteção contra falta de fase e bloqueio do rotor, alarme, controle de velocidade de 0 – 10Vcc ou por PWM e PID integrados, totalmente programáveis através de porta RS485, reduzido consumo de energia, pois tem perdas pela laminação e escorregamento reduzidas, mantém as mesmas características em frequências distintas (50Hz ou 60Hz), não geram defasagem na rede elétrica evitando o detrimento do fator de potência, possui expectativa de vida útil elevada, não necessita de manutenção, além de seu design compacto e aerodinâmico altamente evoluído.

Controle de Condensação

Para garantir uma operação segura, desempenho e também evitar o congelamento do evaporador, os condicionadores de ar de precisão necessitam de um sistema de controle de condensação igualmente precisos.

O controle é feito por um variador de tensão quando os ventiladores forem monofásicos ou através de ventiladores EC quando trifásicos. O variador de tensão ou ventilador trifásico EC recebe um sinal analógico de um transdutor de pressão fixado na linha de líquido da serpentina condensadora, para modular a rotação do ventilador com o objetivo de garantir a pressão de setpoint do circuito frigorífico.

Dessa forma, se a leitura de pressão estiver acima do setpoint configurado, o ventilador tende a operar com rotação máxima, caso contrário, se a pressão estiver a baixo do setpoint, o controle atua em rampa para baixar a rotação e controlar a pressão.

As principais vantagens do controle de condensação variável são:

1 – Controle do sub-resfriamento do circuito frigorífico, evitando o congelamento do evaporador;
2 – Redução do consumo de energia dos ventiladores das unidades condensadoras em dias frios;
3 – Evita variações na temperatura de evaporação do circuito frigorífico garantindo dessa forma o desempenho de projeto;
4 – Evita ciclos liga/desliga dos ventiladores, mantendo-os sempre em operação e evitando picos de corrente durante as partidas;

Reaquecimento Elétrico

Através de resistências elétricas aletadas, o controle de aquecimento é realizado através de variadores de potência com ação proporcional (PID), garantindo máxima eficiência energética.

Reaquecimento Hot Gás

O sistema de reaquecimento Hot-Gás, opera com base no reaproveitamento da energia (calor) gerado pelo compressor em sua descarga.

Durante a operação de desumidificação, o sistema é acionado por uma válvula de 3 vias que recebe o comando do controlador microprocessado do equipamento, para desviar o gás quente (aproximadamente 85°C) até uma serpentina especial, exclusiva para a função de reaquecimento, ao invés de permitir o fluxo para a serpentina condensadora.

As principais vantagens dessa tecnologia são:

1 – Menor consumo de energia;
2 – Redução do ponto de alimentação elétrica do equipamento;
3 – Redução dos componentes elétricos do quadro de comando do equipamento;
4 – Auxilia o processo de condensação do circuito, uma vez que a serpentina hot-gás faz um papel de pré-condensador;
5 – Diminuição do consumo de energia dos ventiladores da unidade condensadora.

Compressor Scroll

O compressor Scroll possui uma espiral orbitando em uma via definida por uma espiral fixa compatível. A espiral fixa é presa à carcaça do compressor. A espiral orbitante está acoplada ao virabrequim e orbita em vez de girar. O movimento de órbita cria uma série de bolsas de gás que viajam entre as duas espirais. Na porção externa das espirais, as bolsas aspiram gás e depois passam para o centro da espiral, onde o gás é descarregado. À medida que o gás se movimenta para as bolsas internas cada vez menores, a temperatura e a pressão aumentam até a pressão de descarga desejada.

Os compressores scroll, como outras tecnologias rotativas, requerem poucas partes móveis em comparação com os compressores a pistão. Devido à baixa velocidade de deslizamento em todos os pontos de contato e o mecanismo de precisão e as ajustadas tolerâncias dos elementos do scroll, é possível usar contato físico entre ambos espirais como um vedador, eliminando assim a necessidade de usar um grande volume de óleo como vedação. O contato físico entre os espirais também tem a vantagem de eliminar os espaçamentos e reduzir as fugas, sendo possível criar compressores de alto rendimento com máquinas de menor deslocamento. Os compressores scroll são em si máquinas silenciosas e de baixa vibração. O ruído gerado é relativamente independente da pulsação do gás e está geralmente associado só com os dispositivos mecânicos reais do scroll.

As principais vantagens da tecnologia Scroll são:

1 – Redução de 70% das peças móveis;
2 – Capacidade de partida sob qualquer carga de sistema, sem componentes de partida;
3 – Fácil manutenção devido ao seu tamanho compacto e peso leve, design simples;
4- Projetado para desempenho ideal com gases refrigerantes livres de cloro;
5- Sem sucção interna e válvulas de descarga interna para operação mais silenciosa e maior confiabilidade.

Digital Scroll

Os compressores Digital Scroll, que permitem o controle da capacidade de refrigeração necessária através da atuação de uma válvula solenoide que acopla e desacopla o caracol superior de compressão, fazendo o sistema trabalhar em pulsos ora carregando (comprimindo), ora descarregando (permitindo o fluxo sem compressão do fluido refrigerante).

A válvula solenoide opera recebendo um sinal digital ( “0” ou “1”) de um controlador lógico programável, podendo variar a capacidade frigorífica dentro de uma faixa de 10% até 100% do valor nominal.

Durante o ciclo “carregado” o compressor atinge seu consumo máximo de energia. No ciclo descarregado o motor funciona livremente, sem qualquer carga. Assim, seu consumo de energia é reduzido drasticamente para aproximadamente 10% da potência a plena carga.

A performance do compressor é alcançada modulando o tempo durante o qual a capacidade é fornecida. A operação consiste em ligar e desligar rapidamente o ciclo de compressão, sem ter que ligar e desligar o motor do compressor, modulando assim as capacidades, para os valores desejados. A inteligência do sistema está no mecanismo que faz a rápida mudança entre ativar e desativar a compressão.

Nos sistemas com compressores digitais a variação de capacidade “carga/descarga” do scroll, ocorre de forma mecânica. Essa é uma característica única, que elimina a necessidade de supressores e filtro eletromagnético (utilizados nos sistemas tipo inverter), acrescentando confiabilidade e simplicidade ao sistema.

A modulação em ciclos do compressor Digital Scroll evita a necessidade de separador de óleo ou ciclos de retorno do óleo, uma vez que no ciclo “carregado”, a velocidade do gás é suficiente para trazer o óleo de volta.

Inverter DC

O “inverter” é um circuito de conversão de potência que regula eletronicamente a tensão, corrente e frequência dos compressores aplicados em condicionadores de ar por exemplo.

Este circuito controla o compressor e, por conseguinte, o ventilador da unidade condensadora. Aumentar a frequência significa aumentar a potência e produção de frio no caso do compressor, ou a rotação no caso do ventilador. Através desse tipo de controle com tecnologia inverter, é possível proporcionar um ajuste muito mais preciso no controle de temperatura do que em modelos convencionais de condicionadores de ar.

As principais vantagens da tecnologia inverter comparada ao acionamento on/off convencional são:

1 – Menor consumo e custo de operação;
2 – Ajuste rápido e eficiente da temperatura ambiente para atingir o setpoint;
3 – Eliminação de flutuações de temperatura associadas a inércia térmica dos sistemas de controle convencionais;
4 – Menor nível de ruído;
5 – Menor nível de vibração.

Válvula de Expansão Eletrônica

A principal finalidade deste dispositivo é proporcionar a redução da pressão do fluido refrigerante e controlar o fluxo de fluido refrigerante que entra no evaporador, mantendo um superaquecimento constante independentemente das condições do sistema, evitando assim a entrada de líquido no compressor.

No caso das válvulas de expansão eletrônica utilizadas nos condicionadores de ar Diamont, a modulação de fluido refrigerante garante um amplo intervalo de funcionamento graças ao acoplamento entre um orifício fixo e um obturador móvel movido por motor passo a passo em um curso de 15 mm.

As válvulas são constituídas por componentes modulares a serem montados durante a instalação, o que favorece a manutenção e a inspeção de cada parte.

As características principais das válvulas de expansão eletrônica são:

1 – Estator esterno que pode ser substituído sem remover a válvula;

2 – Mecanismo do motor desmontável para facilitar a soldadura e a eventual substituição sem a necessidade de dessoldar a válvula;

3 – Ausência de engrenagens;

4 – Movimento no rolamento com esferas em aço inox;

5 – Vedação com válvula fechada;

6 – Algoritmo de controle autoadaptativo.

Trocador Micro Canal

Os trocadores de calor micro canal se caracterizam por possuírem multi-canais extrudados com diâmetro hidráulico inferior a 3mm por onde flui o fluido refrigerante responsável pela transferência de calor.

Os principais benefícios dos trocadores de calor por microcanal são:

1 – As unidades condensadoras com trocador de calor do tipo microcanal utilizam até 30% menos carga de fluido refrigerante se comparadas a unidades com condensador tubo-aleta;

2- Redução no tempo da carga de refrigerante devido ao equipamento utilizar menos fluido refrigerante;

3 – Redução no tempo de vácuo, pois o volume interno do condensador do tipo microcanal é bastante reduzido em comparação a um condensador tubo-aleta equivalente;

4 – Se comparado a trocadores de calor convencionais (tubo/aleta), o condensador do tipo microcanal é até 40% mais leve.

5 – A limpeza dos trocadores de calor do tipo microcanal é mais simples e rápida do que a de condensadores tubo-aleta.

Aletas com Coat Fin

Os trocadores de calor precisam de proteção anticorrosiva para suportar algumas aplicações com atmosfera agressiva. Nesse sentido, a Diamont aplica trocadores de calor com revestimentos híbridos Silicone-epóxi, que utilizam a mais nova tecnologia nano-silano. Através da junção de propriedades orgânicas do epóxi e inorgânicas do silicone formam juntas o mais avançado revestimento anticorrosivo.

As principais vantagens são:

1 – Não afeta a condutividade térmica dos trocadores de calor em função da fina película de 17μ;

2 – A película possui propriedades hidrofóbicas que não permite a aderência de poluentes na superfície;

3 – Tem na sua formulação uma barreira contra os raios UVA/UVB;

4 – Altamente resistente a abrasão e impacto;

5 – Possui alta resistência ao calor.

Umidificador Canister

O umidificador utiliza água comum para a produção de vapor. A água é convertida em vapor através de energia elétrica que circula entre os eletrodos do cilindro de aquecimento. O vapor é introduzido no fluxo de ar do ventilador com uma quantidade que varia em função do nível de água do cilindro, pois quanto mais submersos os eletrodos estiverem, maior será a corrente elétrica circulante na água.

O umidificador é protegido contra operação em “seco” através de um sensor, onde a corrente elétrica e interrompida quando os eletrodos não estão submersos na água. Caso o consumo elétrico aumente significativamente, acima do valor nominal do umidificador, a válvula de dreno é aberta automaticamente. O consumo de energia reduz abaixo do valor limite e a válvula de entrada de água abre para permitir a produção constante de vapor.

O sistema de alimentação é automático e controlado pelo microprocessador, permitindo manutenção, limpeza e verificação de todo o sistema.

As principais vantagens do sistema de umidificação canister são:

1 – Válvulas solenóides para controle de entrada e saída de água integradas;
2 – Controle de capacidade proporcional via controle microprocessado;
3 – Pré-ajustagem da capacidade máxima para umidificação: 20%, 50%, 75% e 100% da capacidade nominal;
4 – LEDs de indicação da capacidade de umidificação, em ciclos, e em flash para indicação de alarmes;
5 – Permite processo de drenagem manual e programação para drenagem automática após 7 dias sem utilização e também a programação de ciclos de drenagem em função da qualidade da água de alimentação.

Umidificador Ultrassônico

O umidificador ultrassônico utiliza transdutores piezoelétricos que vibram em frequência ultrassônica semelhante a frequência natural da água. Esse processo de vibração em frequências parecidas (ressonância) causa a quebra das moléculas de água em partículas menores, criando uma névoa (pequenas gotículas de água).

O Umidificador ultrassônico é composto por um reservatório de água, uma placa com os transdutores piezoelétricos, relé de nível para regular o volume de água e um ventilador para dispersar a neblina fria junto ao ar do ambiente.

A superfície do transdutor oscila com uma velocidade extremamente alta (1,65 milhões de vezes por segundo) para impedir que a água a siga (a água não consegue realizar as mesmas oscilações do transdutor) devido a sua inercia de massa. Consequentemente, gera-se uma coluna de água sobre os transdutores.

Durante a amplitude negativa do transdutor, cria-se um vazio imprevisto, não enchido pela água impossibilitada de seguir os movimentos do transdutor, os quais são muito rápidos. A cavidade assim criada permite produzir bolhas que são empurradas para a borda da coluna da água durante a fase de amplitude positiva, entrando, deste modo, em colisão. Durante este processo, partículas extremamente finas de água são atomizadas na borda da coluna de água.

A tecnologia ultrassônica, aplicada a umidificação do ar, tem como principais vantagens:

1 – Eficiência: pois garantem uma economia considerável de energia (superior a 90%) se forem comparados com os geradores comuns de vapor;

2 – Versatilidade: graças as dimensões das gotas produzidas (diâmetro médio de 0,005 mm), garante a absorção rápida da agua atomizada no ambiente circunstante evitando, assim, possíveis condensações;

3 – Precisão: o controle dos níveis de umidade é muito preciso, pois o processo de umidificação não depende de aquecimento, dessa forma a inércia do sistema é praticamente desprezível;

Controle Lógico Programável – CLP

O controlador microprocessado é um computador de pequeno porte, autocontido e robusto, projetado para controlar processos no ambiente industrial. Todo CLP possui um microprocessador programado para dirigir os terminais de saída de uma maneira especificada, com base nos valores dos terminais de entrada.

O CLP utilizado para controlar os condicionadores de ar Diamont, possui display e teclado frontal para gerenciar a temperatura e umidade relativa do ar em até 32 equipamentos distintos. O display gráfico para monitoramento e feito de cristal líquido com 120 x 32 pixels de resolução e fácil visualização de dados.

As 4 funções do equipamento (ventilação, refrigeração, umidificação e desumidificação) são controladas pelo CLP, de modo a garantir as condições de setpoint necessárias a cada aplicação.

As principais vantagens são:

1 – Programação de rodízio em horas ou dias da semana;

2 – Armazenagem de alarmes (300 eventos), log, registros de temperatura e umidade (1500 eventos) em memória circular, pelo período de 30 dias. Permite exportação de dados;

3 – Classificação de alarmes do tipo crítico e não-crítico (priorização);

4 – Permite a configuração de trabalho em grupos (zonas). Limitado a 10 grupos, cada grupo pode possuir sua configuração de número de máquinas, tempo de rodízio, set Points de trabalho desde que não exceda 32 equipamentos na mesma rede de trabalho;

5 – Protocolo de Comunicação padrão: Modbus RS485.

Auto Reinício

A tecnologia de reinício automático é vital em aplicações críticas. Sempre que houver uma instabilidade ou queda no fornecimento de energia elétrica, o equipamento possui a capacidade de se auto reiniciar automaticamente e voltar a operar normalmente nas mesmas condições que estava antes de ocorrer o problema.

Um dos problemas mais clássicos que essa tecnologia evita, é a parada por superaquecimento quando ocorre o retorno do fornecimento de energia elétrica. Os equipamentos da aplicação voltam a operar e dissipar calor, caso o ar condicionado não volte a operar no mesmo momento, a temperatura do ar aumentará rapidamente ocasionando uma queda da operação.

Dupla Entrada de Energia

Os condicionadores de ar Diamont podem ser equipados com um quadro de alimentação especial que permite a operação com duas entradas de energia. O sistema é muito aplicado em instalações que possuem gerador de energia. O quadro possui duas entradas de força e uma chave de manobra automatizada que em caso de falha, comuta para a outra fonte de alimentação mantendo o sistema ativo.

Conexão à Mola (Cabos Elétricos)

Os bornes do tipo mola, aplicados nos condicionadores de ar Diamont, permitem a conexão direta sem o uso de ferramentas de cabos flexíveis, com terminal prensado a fios rígidos desencapados. O formato especial da mola do terminal permite o encaixe seguro dos condutores.

A mola de contato é aberta automaticamente durante a inserção do condutor e garante a força necessária para prensar o condutor contra a barra condutora de corrente. A estrutura do corpo da mola garante também o travamento progressivo e anti-vibração do condutor. A abertura da mola para liberação do condutor é feita através do acionador por meio de ferramenta comum com ponta tipo fenda.

As principais vantagens do controle de condensação variável são:

1 – Conexão segura e confiável;

2 – Economia no tempo de montagem;

3 – Sistema anti-vibração;

4 – Imune a variações de temperatura;

5 – Construído com materiais ecologicamente corretos e anti-propagação de chamas.

Backup

Quem têm dois tem um, já dizia o velho jargão usado no ambiente de missão crítica. O portfólio de equipamentos e respectivas capacidades de refrigeração ofertados pela Diamont, permitem a estratégia de contingência com o menor investimento em máquinas back-up (N+1). O sistema de controle dos equipamentos permitem a configuração de operação no regime N+ N ou N+1, de acordo com as necessidades da instalação. Em caso de alarme critico em alguma máquina operante, o equipamento reserva, automáticamente, assume a operação.

Revezamento de Operação

O controlador microprocessado Diamont permite configurar operações de revezamento entre os equipamentos conforme a necessidade da operação. É possível programar o rodízio por horas de funcionamento de cada equipamento ou dias da semana que as máquinas devem operar.

O objetivo é controlar o desgaste de todos os módulos (operantes e reserva), a fim de evitar manutenções corretivas acumulativas. Ou seja, evitar que os módulos necessitem de manutenções na mesma época, o que causaria prejuízo a operação.

O rodízio por horas de funcionamento, permite ao usuário programar uma quantidade de horas que cada equipamento vai operar. Ao final desse período o módulo operante entra em função stand-by e o módulo reserva assume a operação conforme sua quantidade de horas programada.

No rodízio através de dias da semana, o usuário consegue programar os dias que cada equipamento opera. A troca é feita de forma automática pelo controlador microprocessado da mesma forma que no rodízio por horas de funcionamento.

Em caso de falha de algum dos módulos operantes, o controlador microprocessado envia um comando para que o módulo reserva entre em operação para suprir a perda e um sinal de alarme é gerado pelo sistema. Nesse caso, independente da forma de rodízio escolhida, a chamada por falha ocorre da mesma forma.

Reforço

Função trivial na estratégia de controle em sistemas de climatização par ambientes de missão crítica. A máquina reserva do sistema, além de estar em Stand-By caso haja algum problema com maquina operante, também pode ser acionada para reforço de refrigeração caso o ambiente demande tal situação. Atingindo a temperatura de set-poit programado, a máquina back-up retorna à sua função stand-by.

PID

Proporcional, Integral Derivativo

Fator de Calor Sensível

Em qualquer processo de refrigeração e desumidificação, ambos, o calor latente e o sensível, são removidos pela serpentina de refrigeração, sendo a soma dos dois o calor total transferido. A relação entre o calor sensível e o calor transferido é conhecida como fator de calor sensível da serpentina (FCS), ou seja:

FCS = Qs/Qt

Qt=Qs+Ql

Em condicionadores de ar de precisão, costuma-se trabalhar com um alto FCS (FCS>0,9), pois as aplicações tendem a ser para refrigerar equipamentos, os quais são dissipadores de calor sensível apenas.

Essa estratégia de projetar trocadores de calor com alto fator de calor sensível, depende da aplicação como exemplificado acima e traz como principal benefício uma redução no consumo de energia, uma vez que os condicionadores de ar são dimensionados para retirarem o calor de natureza correta gerado no ambiente, não desperdiçando capacidade frigorífica para retirar o calor latente por exemplo.

Trocador AR/AR

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Válvula de Medição Ultrassônica

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Evaporativo Cooling

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