O que é VRV/VRF e por que ele se destaca?

Embora os termos VRV (marca registrada da Daikin) e VRF (usado genericamente no mercado) sejam frequentemente intercambiáveis, ambos se referem ao mesmo conceito: um sistema de ar-condicionado que permite a variação contínua do fluxo de refrigerante conforme a demanda de carga de cada ambiente. Sobre o que é temos vários artigos aqui no blog, recomendo a você leitor, que faça uma pesquisa com a “lupinha”.

Um produto sensacional como este tem, de fato, um conteúdo técnico que todo mundo do ramo precisa saber não é mesmo? Então vamos lá!

Características principais dos sistemas VRV/VRF

• Sistema de expansão direta.
• Modulação precisa da capacidade.
• Conectividade com múltiplas unidades internas, ás vezes mais de 60 na mesma frigorífica.
• Tecnologia inverter nos compressores “Scroll”.
• Menor consumo de energia elétrica, inclusive comparando com outro VRV/VRF de uma linha mais antiga ou inferior.
• Distribuição inteligente do refrigerante. Ou seja, cada unidade interna fica com sua parcela naquele determinado momento.
• Operação simultânea de resfriamento e aquecimento (em modelos Heat Recovery)

O coração do sistema: o compressor inverter

Um conteúdo técnico, até demais, sendo um dos diferenciais dos sistemas VRV/VRF é o uso de compressores inverter de corrente contínua (DC Inverter)… São compressores “scroll” totalmente herméticos, onde não é possível instalar um variador de frequência. Isso significa, na prática que esses compressores são montados na fábrica. *

As vantagens do compressor inverter em sistemas como estes são:

– Economia de energia significativa
– Funcionamento contínuo e silencioso. Pois não há pico de corrente ou tensão.
– Maior vida útil dos componentes mecânicos.
– Controle mais preciso da temperatura.

* O “Inverter” é um componente eletrônico de potência que faz variar a frequência da alimentação de energia elétrica a um motor, no nosso caso, um compressor, continuadamente. Um inversor ou variador de frequência, popularmente conhecido como “Placa Inverter” é quem recebe a frequência da rede de 60 Hz e entrega ao compressor a frequência necessária em cada momento. Isso nos remete a dizer que não é qualquer compressor, trata-se de um componente adaptado estruturalmente às várias frequências/velocidades. Eu disse no início que se tratava de conteúdo técnico…….

Válvulas de expansão eletrônica: controle total do fluxo de refrigerante

A válvula de expansão eletrônica (EEV) é outro componente crucial no desempenho dos sistemas VRV/VRF… Trabalha em sincronia com o compressor inverter, isto é, se este acelera a válvula abre mais, liberando mais refrigerante. Por isso mesmo, costumas ser do tipo “passos” ou “pulsos”. Ambos os tipos garantem ajuste fino.

Dentre os principais benefícios das válvulas de expansão eletrônica estão:

• Resposta imediata às variações de carga térmica, abrindo mais ou fechando mais.
• Melhor controle do superaquecimento do evaporador. Aliás, essa é a função primordial destes componentes nos sistemas VRV/VRF. No geral, todos os fabricantes têm como target 5o C de superaquecimento útil. Lembrando que é o superaquecimento total também é importante para garantir a integridade dos compressores.
• Evita retorno de líquido para o compressor.
• Trabalho conjunto com sensores e “controlador central a “placa mãe”, instalada no condensador.
• As Válvulas têm ainda a função básica de funcionarem como uma solenóide, que abre e fecha o fluxo de refrigerante para o evaporador.

Até agora falamos de 2 componentes fundamentais, mas, não é só isso, continue lendo…… tem muito mais conteúdo.

Unidade externa: engenharia de precisão e robustez

A unidade externa ou módulo condensador ou simplesmente condensador, comporta não apenas o(s) compressor(es), mas também diversos sensores, trocadores de calor, válvulas de redirecionamento, solenóides, placas de circuito impresso, incluindo a “placa mãe”, filtros de ruído, placas inverter de controle dos motores de ventiladores…

Assim, podemos destacar como componentes principais da unidade externa:

• Compressores scroll ou rotativos com tecnologia inverter. Como aqui não estamos falando dos fabricantes, e são pelo menos 1 dúzia, os “scroll” são mais comumente usados.
• Condensador com serpentina de cobre e aletas de alumínio. Aqui também existem algumas variações a depender do fabricante de VRF.
• Ventiladores DC com motores controlados por placas inverter, o que garante variação na rotação e o sincronismos com compressoes e válvulas de expansão.
• Módulo de controle eletrônico centralizado e inteligente. Falamos aqui da placa mãe com todos os seus componentes de segurança e controle. Por exemplo: é na placa mãe ou principal, que fica o “verificador de tensão/fase”. Uma vez alimentada a máquina com tensão trifásica, caso esta energia não esteja faseada (R,S,T ou L1,L2,L3)
• Sensores de pressão, termistores ou sensores de temperatura e ainda sensores de corrente. Aliás, esse conjunto de sensores e termistores é outra parte importante do esquema de funcionamento dos VRV/VRF. Eles coletam as informações e alimentam a placa principal, que, de acordo com sua lógica programada, compara esses sinais com os valores “target” e então toma uma decisão: Aumentar ou diminuir o fluxo de refrigerante naquele determinado momento. Em suma, em linhas gerais é isso.

Unidade interna: versatilidade total

Uma das grandes vantagens dos sistemas VRV/VRF está na capacidade de conectar diversas unidades internas… De fato, os fabricantes inovam cada vez mais ao ponto de, hoje, encontrarmos evaporadoras de piso, redondo, UTA, e muitos outros. Portanto, versatilidade e flexibilidade não faltam a esses sistemas.

As unidades internas hoje,

• Permitem setpoints individuais por ambiente
• São compatíveis com controles remotos e centrais, além, é claro, de aceitar automação.
• Integram sensores de temperatura ambiente.
• Podem operar em rede com protocolos Modbus, BACnet e LonWorks. Aqui uma dica: Sempre coloque “no jogo” uma empresa especializada para fazer essa interface. Estou falando com os instaladores neste momento!
• Conectam-se por tubos de cobre com distâncias superiores a 100 metros. Da mesma forma em relação ao cabo de comunicação, que continua operacional em grandes distâncias. Esta é uma característica não somente da unidade interna, mas sim, do sistema com um todo. Todavia, consulte o manual de engenharia do produto sempre!

Agora, falando em comunicação, os sistemas VRF/VRV utilizam uma linha de comunicação em barramento para integrar todas as unidades… apenas como exemplo, a Daikin chama o cabo de sinal de “DIII-Net”. E, pasmem, eu já vi instalações com quilômetros de cabo e funcionando muito bem, por anos! Quando decidi escrever sobre contéudo técnico eu também pensei em escrever sobre bom senso, é isso que menos vejo por aí!!!

Dentre as características principais do cabo de sinal, destacamos:

• Transmissão de dados em tempo real entre todas as unidades.
• Monitoramento remoto do desempenho.
• Diagnóstico de falhas e manutenção preditiva (coletando as informações à distância e orientando manutentores).
• Integração com sistemas de automação predial (BMS). Inclusive as marcas podem ser diversas. Como eu disse agorinha, uma empresa especialista deverá fazer a interface.
• Na maioria dos fabricantes, este cabo é blindado, 2 polos, com seção que vai de 0,75 a 1,5 mm2.
• Não há polaridade (alguns fabricantes apenas)

Recuperação de calor: eficiência elevada em sistemas avançados

Os sistemas VRV/VRF mais avançados oferecem a função heat recovery, que permite que unidades em diferentes ambientes… O calor rejeitado por uma unidade em modo de refrigeração é aproveitado por outra em modo de aquecimento. Isso é possível graças a válvulas distribuidoras de 3 vias e trocadores de calor internos. Geralmente são caixas de distribuição que cada fabricante chama de um nome diferente. Esse processo reduz drasticamente o consumo de energia, principalmente em edifícios de grande porte. Temos um post sobre este produto também aqui no blog! Ou seja, mais conteúdo técnico.

Manutenção: o conhecimento técnico faz toda a diferença

A manutenção de sistemas VRF/VRV exige conhecimento técnico especializado… Mas, não é complicado!! Ademais, o mais importante é ter conhecimento do produto, conteúdo técnico, e ser credenciado da marca. Isso sim faz diferença.

Claro, esses sistemas precisam ser acompanhados por PMOC como qualquer outro tipo de instalação. Digo isso porque muitos esquecem disso!

Pontos críticos de atenção na manutenção

• Compressores: Se a instalação foi bem-feita, obedeceu aos critérios dos fabricantes, não tem porque ter problema.
• Superaquecimento e sub-resfriamento: Da mesma forma, se o adicional de fluido refrigerante foi feito, bem feito, nada a fazer em relação a esse isso.
• Inspeção da integridade da linha de comunicação: Neste caso, se começou a falhar depois, de, digamos 10 anos, pode ser necessário verificar se os cabos continuam transmitindo os sinais de forma integral.
• Pressão de trabalho e corrente de operação de compressores: CUIDADO: Não se esqueça que os compressores aceleram e desaceleram o tempo todo, assim, usar um Manifold por exemplo, pode te induzir a erros. Portanto, colocar ou tirar fluido refrigerante com base na pressão de trabalho medida muitas vezes não dá certo. Mesma coisa em relação a corrente dos compressores, cada segundo ou minuto é um valor diferente.
• Atualização de firmwares das placas eletrônicas (é raro ser necessário, mas se acontecer, somente o fabricante resolve)

Conclusão

Por fim, como eu disse o tempo todo, conteúdo técnico é obrigatório para quem trabalha com climatização de médio e grande porte… Mesmo porque, trata-se de um produto em franco crescimento no mundo!

Eu fico por aqui!

Engenheiro João Agnaldo Ferreira