Comparação da viabilidade técnica-econômica em condicionamento de ar: compressor a pistão versus compressor rotativo de velocidade variável

Abstract

Neste estudo são apresentados os resultados de um trabalho realizado em uma bancada de testes, onde se constatou a diferença de potência elétrica de acionamento e do coeficiente de performance no funcionamento de dois diferentes tipos de compressores: um hermético a pistão e outro rotativo do tipo scroll, operando com inversor de frequência. No estudo variou-se a vazão do fluido refrigerante, e consequentemente o efeito frigorífico, por dois procedimentos distintos: restrição da passagem do refrigerante através de uma válvula de estrangulamento, mantendo-se a rotação do compressor a pistão constante, e por meio de variação de rotação do compressor scroll com aplicação de um inversor de frequência, mantendo-se a válvula de estrangulamento em uma posição fixa. Observou-se também a influência do inversor de frequência no controle da vazão de ar do sistema através de um conjunto motor-ventilador axial. Esse controle ora era realizado por uma válvula de controle “DAMPER”, ora por meio da rotação do motor através do emprego do inversor de frequência, com o qual foi possível economizar até 87 % de potência elétrica requerida pelo ventilador. O estudo ainda demonstrou que existe uma faixa de trabalho na qual o inversor de frequência é capaz de economizar até 56 % da potência exigida pelo compressor para uma mesma carga térmica em relação ao compressor desprovido do inversor de frequência, no qual o controle da vazão de refrigerante ocorre através da válvula de estrangulamento. Conclui-se que a utilização do inversor de frequência, em sistemas onde a carga térmica requerida (efeito refrigerante) varia, pode resultar em uma significante economia de energia.

This study presents the results of a work carried out on a test bench, where it was verified the difference of the electrical startup power and the performance coefficient of two different types of compressors, namely: a hermetic piston type compressor and a rotating scroll type compressor operating with a frequency inverter. In this study, the refrigerant flow rate was varied and, consequently, the cooling capacity obtained by two distinct procedures: one, by the restriction of the refrigerating flow while maintaining rotation of the piston compressor constant and the other, by varying the scroll compressor rotation through a frequency inverter while keeping the restrictive valve in a fixed position. Is showed also, the influence of frequency inverter in order to control the air flow rate system by employed with fan engine and afterwards compare with method which air flow rate is controlled by DAMPER valve, where until 87 % to fan actuation power was saved. Besides, the study demonstrated that there is a range where the frequency inverter is capable of savings up to 56% of the compressor demanding power for a defined cooling capacity in relation to a compressor without the frequency inverter, in which the refrigerating flow rate control occurs through the restrictive valve. Therefore, it is conclusive that the use of frequency inverters in systems where the required cooling capacity varies, it can result in an appreciated economy of energy.