1. Descrição do problema e área de aplicação

< ступінь серйозності: Crítico (ameaça de parada do equipamento tecnológico ou acionamento de emergência do sistema de proteção) >

Este guia é destinado aos engenheiros de confiabilidade, chefes de departamento e mecânicos de serviço das indústrias ucranianas (metalurgia, mecânica, produção química, indústria alimentícia e energia). O guia abrange sistemas industriais de resfriamento (chillers, condensadores, trocadores de calor de placas e tubos com casco, estações de bombas de circuitos de resfriamento).

Síndrome principal considerada: capacidade frigorífica insuficiente da sistema, que se manifesta na impossibilidade de atingir a temperatura do processo desejada, aumento da temperatura do fluido de retorno acima dos limites permitidos (+15 °C para circuitos tecnológicos ou +7 °C para sistemas de climatização de ar), ou parada periódica do equipamento por sinal do relé de pressão elevada do agente frigorífico ou proteção do compressor contra sobrecarga.

Falta de capacidade de resfriamento causa paradas de emergência das linhas de moldagem, termoplásticos, complexos laser e equipamento de compressão. Diagnóstico bem-sucedido exige a eliminação sequencial de fatores: desvio de vazão de líquido, sujeira nas superfícies de troca térmica, perturbação do equilíbrio do agente refrigerante e aumento da dissipação térmica no objeto a ser resfriado.

2. Medidas de segurança

ATENÇÃO! PERIGO DE ALTA PRESSÃO E SUBSTÂNCIAS TÓXICAS. Antes de iniciar quaisquer trabalhos, execute a procedimento Lockout/Tagout (LOTO). Desligue a alimentação dos compressores, bombas e ventiladores no quadro de distribuição principal, bloqueie a entrada e pendure placas de aviso de acordo com as exigências da NПАОП 0.00-1.28-10.

MEIOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (MPI): Óculos de proteção com proteção lateral (EN 166), luvas quimicamente resistentes (nitrilo ou neoprene para trabalho com glicol e refrigerantes), calçado de proteção com ponta metálica (EN ISO 20345), respirador ou máscara de proteção com filtro adequado para trabalho com amônia ou freones em ambientes fechados.

AVISO DE ENERGIA RETENIDA: Os contornos de resfriamento sob pressão podem conter líquido e gás sob pressão até 25 bar. Antes de desacoplar flanges ou conexões, certifique-se de fechar as válvulas de bloqueio e liberar a pressão residual através das portas de manômetro. Não permita que o agente refrigerante líquido entre em contato com a pele exposta — isso causa queimaduras criogênicas.

3. Ferramentas diagnósticas necessárias

Nome da ferramenta	Especificação / Modelo	Intervalo de medição	Aplicação
Manifold Digital	Testo 550s ou analog (CE)	-1 até 60 bar, -50 até +150 °C	Medição de pressão de condensação/ebulição, superaquecimento e subresfriamento do freon
Medidor de vazão ultrassônico	Fugita / Flexim Fluxus (ou semelhante)	0,1 – 20 m/s, tubos DN15–DN1000	Controle da vazão real do fluido refrigerante no circuito
Termovisão (Termovisor)	Fluke Ti401PRO / Testo 883	-20 até +650 °C, sensibilidade < 0,05 °C	Detecção de zonas de sujeira em trocadores de calor, superaquecimento de rolamentos, vazamento de by-passes
Analisador portátil de vibração	VMI / Fluke 810	10–10000 Hz, velocidade de vibração 0,1–200 mm/s	Diagnóstico do estado dos rolamentos de bombas e compressores
Multímetro True RMS	Fluke 87V	0–1000 V AC/DC, 0–10 A (até 400 A com bornes)	Verificação da tensão de alimentação, corrente de consumo dos compressores e bombas
Refratômetro	Refratômetro Digital Brix/Glicol	0–80% concentração de glicol, -50 até 0 °C	Definição da temperatura de congelamento e da concentração da solução aquosa de glicol propileno/etileno

4. Checklist inicial de avaliação do estado

Parâmetro para verificação	Valores normativos (Permitido)	Valor de alarme (Emergência)	Valor real
Temperatura da água na entrada no condensador	+10 °C até +14 °C	+18 °C	[ ] Gravar
Temperatura da água na saída do radiador	+5 °C até +7 °C	+10 °C	[ ] Gravar
Perda de pressão no evaporador / trocador de calor	Conforme o passaporte OEM (0,5 – 1,5 bar)	Desvio > 30% do nominal	[ ] Gravar
Superaquecimento do agente refrigerante na sucção do compressor	5 K – 8 K	< 3 K (ризик заливу) або > 12 K	[ ] Gravar
Resfriamento excessivo no condensador	3 K – 5 K	< 1 K (нестача фреону) або > 8 K	[ ] Gravar
Corrente de consumo do compressor (L1, L2, L3)	Dentro do nominal no placar (±5%)	105% do nominal ou assimetria > 2%	[ ] Gravar
Concentração de glicol no sistema	Conforme a carta de regime (ex.: 30%)	45% (aumento da viscosidade, perda de capacidade térmica)	[ ] Gravar

5. Esquema de blocos diagnóstico sistemático

SINAL: Capacidade de refrigeração insuficiente (temperatura do processo acima do valor ajustado)
- ETAPA 1: Verifique a carga térmica total no objeto.
  - SE a carga térmica exceder o projeto (aumento da potência das máquinas/área de produção > 15%) OU a temperatura do ambiente for acima da calculada (conforme DIN EN 14511) $ ightarrow$ Causa: Sobrecarga da sistema de refrigeração pelo fluxo térmico.
  - Se o carregamento térmico estiver dentro dos limites $ \rightarrow $ Passamos para o PASSO 2.
- ETAPA 2: Meça o consumo de fluido de resfriamento com um medidor de fluxo ultrassônico e verifique a queda de pressão.
  - SE a vazão estiver abaixo da nominal em >20% $ ightarrow$ Verifique a posição dos válvulas de balanceamento, o estado dos filtros de sujeira e a condição de operação das bombas. $ ightarrow$ Causa: Desbalanceamento hidráulico ou restrição de fluxo.
  - IF diferença de pressão no trocador de calor é maior que >40% na vazão nominal ou reduzida $ ightarrow$ Causa: Contaminação (caldeira, biofilme, deposição) das superfícies do trocador de calor.
  - A taxa de vazão e o atrito hidráulico estão normais $ \rightarrow $ Passamos para o PASSO 3.
- ETAPA 3: Conecte o manifold digital e verifique os parâmetros do circuito de refrigeração (pressão de vaporização, condensação, superaquecimento, subresfriamento).
  - SE subresfriamento < 1 K AND температура на рідинній лінії нижча за норму AND є бульбашки у смотровому склі $ ightarrow$ Causa: Falta de carga de refrigerante (vazamento).
  - Se a pressão de condensação exceder o calculado em >4 bar E a temperatura do ar/água na entrada do condensador estiver normal $ \rightarrow $ Causa: Contaminação do condensador ou presença de gases não condensáveis no circuito.
  - IF superaquecimento na sucção > 12 K E posição do válvula de expansão termostática/eletromagnética (VET/VEE) fechada $ ightarrow$ Causa: Falha na VET/VEE ou obstrução do filtro-desumidificador.

6. Matriz de falhas e causas

Sintoma	Possíveis causas (em ordem de probabilidade)	Teste diagnóstico	Resultado esperado ao confirmar a causa
Alta temperatura da água na saída, acionamento do proteção LP/HP	1. Contaminação do evaporador de placas com incrustações. 2. Redução da vazão devido à obstrução do filtro de malha. 3. Falta de freon (vazamento).	Medir a diferença de temperatura da água e a diferença de pressão no evaporador. Remover a termografia do trocador de calor.	Perpind de pressão superior ao nominal em 50%. Termografia mostra distribuição desigual de temperaturas (acúmulo de fluxos).
Compressor trabalha continuamente, mas não há frio	1. Vazamento de refrigerante. 2. Obstrução do secador-filtro. 3. Perda de capacidade do compressor (desgaste de válvulas).	Verificar o vidro de inspeção quanto à presença de umidade/bolhas. Medir o superaquecimento e o superresfriamento.	Vista do vidro de bulbo (bolhas). Não há superresfriamento (< 1 K). Перегрів > 15 K.
Frequente ciclo de desligamento do compressor (Short Cycling)	1. Acionamento inadequado do relé de pressão. 2. Configuração incorreta do termostato. 3. Capacidade do tanque de buffer muito pequena.	Fechar os contatos do relé da válvula (temporariamente para teste). Verificar o tempo de funcionamento do ciclo usando SCADA ou cronômetro.	No fechamento forçado do relé, o compressor estabiliza a operação (defeito no sensor de fluxo comprovado).

7. Análise das causas raiz para cada falha

7.1. Contaminação das superfícies de troca térmica (Incrustação e resíduos)

Por que ocorre: O uso de água não tratada ou de má qualidade em condensadores semipermeáveis ou em circuitos abertos causa a precipitação de sais de dureza (carbonato de cálcio, magnésio) durante o aquecimento da superfície de troca térmica. Em circuitos fechados, acumula-se lama corrosiva e produtos de degradação do glicol.

Como comprovar: O resistência hidráulica do trocador de calor aumenta em 30–50% na vazão nominal. Com o termovisor é detectada uma alta desigualdade térmica no corpo do trocador de calor de placas (manchas térmicas zonais).

Consequências: Redução do coeficiente de transferência de calor ($k$), aumento da diferença de temperatura, aumento da pressão de condensação, sobrecarga do compressor, risco de danos mecânicos às placas.

7.2. Desbalance hidráulico e queda de vazão de líquido

Por que ocorre: Obstrução dos filtros de areia (filtros em Y), desgaste do rotor da bomba (cavitação, erosão), fechamento da válvula de gaveta após trabalhos de manutenção, ou desequilíbrio incorreto das tubulações.

Como comprovar: Medidor de fluxo ultrassônico mostra o fluxo 25–40% abaixo do valor projetado (conforme ISO 5167). Manômetros antes e depois do filtro mostram uma queda crítica (acima de 0,8 bar).

Consequências: Carácter laminaar do fluxo no trocador de calor, congelamento local no evaporador (se a temperatura de ebulição for inferior a 0 °C), ativação do proteção contra congelamento (thermostato anti-freeze).

7.3. Falta ou excesso de agente refrigerante

Por que ocorre: Microporosidade devido a juntas de rolamento, soldas, selos de válvulas ou válvulas de Schrader devido a cargas vibracionais (conforme normas EN 378).

Como comprovar: O manifold mostra redução da pressão de ebulição e condensação. Superresfriamento cai abaixo de 1 K. Presença de indicações de umidade e gás no vidro de inspeção da linha líquida.

Consequências: Queda da vazão massiva de refrigerante através do evaporador, superaquecimento das bobinas do compressor devido ao resfriamento inadequado dos vapores aspirados, redução do Coeficiente de Performance (COP).

8. Procedimentos passo a passo de resolução de falhas

Procedimento 8.1. Limpeza química do trocador de calor de placas (evaporador / condensador)

Execute o bloqueio LOTO para os bombas do circuito de resfriamento e da instalação de refrigeração.
Desbloqueie as válvulas de bloqueio nas entradas e saídas do trocador de calor. Libere a pressão e esquele o líquido restante através das conexões de drenagem.
Conecte a estações móveis de lavagem (CIP) com mangueiras resistentes à ácido aos portas de drenagem do trocador de calor.
Preencha a estação com solução de ácido orgânico inibido (ácido sulfanilâmico ou ácido cítrico 5-10% solução, temperatura até +40 °C). É proibido utilizar ácido clorídrico (HCl) para aço inoxidável AISI 316 devido ao risco de corrosão pontual.
Realize a circulação da solução por 2–4 horas. Controle o nível de pH (mantê-lo entre 1,5–2,5). Se o pH subir acima de 4,0, adicione ácido ou substitua a solução.
Lave o sistema com solução neutralizante (1-2% de solução de hidróxido de sódio ou soda cáustica), e em seguida com água industrial pura até atingir pH neutro (6,5–7,5).
Desmonte e limpe os filtros de malha de entrada.
Monte o diagrama, preencha o circuito, remova o ar através dos ventiladores e inicie a bomba.
Verificação pós-reparo: Meça a queda de pressão e a temperatura da água. A queda de pressão deve retornar ao valor nominal do passaporte (±10%).

Procedimento 8.2. Eliminação de vazamento e recarga de refrigerante

Conecte o manifold digital e o detector eletrônico (sensibilidade de 1 g/ano) ou realize a pressurização com nitrogênio a 15–18 bar com adição de uma quantidade traçadora de gás indicador (mistura hidrogênio-nitrogênio).
Localize a origem da fuga (conexões de tubulação, coletores de filtro, válvulas, soldas de solda).
Realize o vácuo da sistema utilizando uma bomba de vácuo de duas etapas até a pressão final não superior a 267 Pa (2 Torr). Mantenha o teste de vácuo por 30 minutos (a pressão não deve aumentar).
Encha o sistema com refrigerante líquido por peso (use balanças eletrônicas para enchimento) de acordo com a placa de identificação do bloco compressor-condensador.
Verificação pós-reparo: Inicie a sistema. Verifique o parâmetro de superaquecimento (5–8 K) e subresfriamento (3–5 K). O vidro de observação da linha de fluido deve estar completamente preenchido com líquido, sem bolhas.

9. Medidas preventivas

Causa primeira	Estratégia de prevenção	Método de monitoramento	Intervalo recomendado
Contaminação dos trocadores de calor	Controle da qualidade da água, adição de anti-scalantes, limpeza química regular CIP.	Monitoramento de diferença de pressão e de carga térmica através do SCADA.	Quartalmente (ou uma vez por ano, dependendo da qualidade da água).
Desbalance hidráulico	Limpeza de filtros, verificação do funcionamento das bombas conforme as curvas H-Q.	Controle de corrente dos bombas e indicações dos medidores de vazão.	Mês.
Vazamento de agente refrigerante	Controle vibratório de tubulações, inspeção anual com detector de vazamentos de acordo com EN 378.	Sensores de controle de pressão de ebulição/condensação e presença de sinalização.	A cada 6 meses.

10. Peças de reposição e componentes

Descrição do detalhe	Especificação	Quando substituir	Categoria UNITEC
Trocador de calor com solda por pontos de placa	Aço inoxidável AISI 316, solda de cobre, máximo 30 bar	Em caso de danos mecânicos nas placas ou sujeira crítica irreversível.	Equipamento de troca de calor
Filtro-desumidificador hermético	Sob o registro/parafuso, com núcleo de zeólito (série DCL/DML)	Em cada desgaseificação do circuito ou anualmente durante a manutenção.	Componentes dos circuitos de refrigeração
Válvula de expansão eletrônica (ERV)	Motor de passo compatível com R410A / R134a / R404A	Em caso de travamento da haste ou perda de vedação do órgão de fechamento.	Reguladora de válvulas
Filtro de malha - estrangulador (Y- strainer)	Chavão/aço inoxidável, malha 0,5 mm, PN16/PN25	Em caso de danos na malha ou presença de corrosão passante no corpo.	Acessórios hidráulicos
Sensor de diferença de pressão / Relé de vazão	4-20 mA / 0-10 bar, IP65	Em drift de calibração ou ausência de sinal elétrico.	Instrumentos de medição e controle

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11. Referências Normativas

EN 378:2016 — Sistemas de refrigeração e bombas de calor. Requisitos de segurança e ecologia.
DIN EN 14511 — Condicionadores de ar, agregados de resfriamento líquido e bombas de calor com compressores com motor elétrico para aquecimento e resfriamento de ambientes.
ISO 5167 — Medição de vazão de líquido utilizando dispositivos com área de seção transversal variável, instalados em tubulações de seção circular preenchida.
NPAOP 0,00-1,28-10 — Normas de Proteção do Trabalho durante a Operação de Instalações de Refrigeração.