A segurança dos sistemas de refrigeração e das bombas de calor

Entenda os requisitos para a segurança das pessoas e bens, a orientação para a proteção do meio ambiente, estabelecendo procedimentos para a operação, manutenção e reparo de sistemas e a recuperação de fluidos refrigerantes, além das especificações, a classificação e o critério de seleção aplicável a sistemas de refrigeração e bombas de calor.

A NBR ISO 5149-1 de 04/2020 – Sistemas de refrigeração e bombas de calor — Segurança e requisitos ambientais – Parte 1: Definições, classificação e critérios de seleção especifica os requisitos para a segurança das pessoas e bens, fornece orientação para a proteção do meio ambiente, estabelecendo procedimentos para a operação, manutenção e reparo de sistemas e a recuperação de fluidos refrigerantes. especifica a classificação e o critério de seleção aplicável a sistemas de refrigeração e bombas de calor. Esta classificação dos critérios de seleção é utilizada nas ISO 5149-2, NBR ISO 5149-3 e ISO 5149-4. Essa parte é aplicável a: sistemas de refrigeração, estacionários ou móveis, de todas as dimensões, inclusive as bombas de calor; refrigeração do sistema secundário ou sistemas de aquecimento; localização dos sistemas de refrigeração; peças substituídas e componentes adicionados após a adoção desta parte, se não forem idênticos na função e na capacidade.

Esta parte é aplicável a sistemas fixos e móveis, exceto para sistemas de ar condicionado automotivo ou produtos com Normas específicas como, por exemplo, as ISO 13043 e SAE J 639. É aplicável aos novos sistemas de refrigeração, extensões ou modificações de sistema existentes e a sistemas já usados, transferidos e operados em outro local e aplica-se no caso da conversão de um sistema para outro fluido refrigerante. O Anexo A especifica os limites para a quantidade de carga de fluido refrigerante permitida nos sistemas em vários locais e classes de ocupação. O Anexo B especifica os critérios de segurança e considerações ambientais de diferentes fluidos refrigerantes utilizados nos sistemas de refrigeração e de ar-condicionado. Os sistemas contendo fluidos refrigerantes que não estão listados na ISO 817 não estão cobertos nesta parte.

A NBR ISO 5149-3 de 04/2020 – Sistemas de refrigeração e bombas de calor — Segurança e requisitos ambientais – Parte 3: Local de instalação aplicável para o local de instalação (espaço da planta e serviços). Ela especifica os requisitos para a segurança do local, que podem ser necessários devido ao sistema de refrigeração e seus componentes auxiliares, assim como os não diretamente conectados a estes. Esta parte é aplicável aos novos sistemas de refrigeração, extensões ou modificações do sistema existente e sistemas que estão sendo transferidos e operados em outro local. Também é aplicável no caso da conversão de um sistema de refrigeração para outro.

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Quais os termos e abreviaturas usados nessa série de normas?

Como deve ser classificado um sistema indireto fechado ventilado?

Como devem ser realizados os cálculos do volume do ambiente?

Como deve ser gerenciada a ocupação de casas de máquinas e casas de máquinas especiais?

Como devem ser especificadas as portas, paredes e dutos?

Qual é o fluxo de ar necessário para ventilação mecânica de emergência?

O objetivo destas normas é promover a segurança no projeto, na construção, no descarte, na instalação e na operação dos sistemas de refrigeração. A resposta da indústria à questão do clorofluorcarbono (CFC) acelerou a introdução de fluidos refrigerantes alternativos. A entrada de novos fluidos refrigerantes e misturas no mercado e a introdução de novas classificações de segurança levaram à elaboração desta norma.

Esta norma é direcionada para a segurança de pessoas e propriedades onde as instalações de refrigeração estão localizadas. Inclui especificações para fabricar um sistema estanque. Destina-se a minimizar possíveis riscos para pessoas, propriedades e meio ambiente de sistemas de refrigeração e fluidos refrigerantes. Estes perigos estão essencialmente associados às características físicas e químicas dos fluidos refrigerantes, bem como às pressões e temperaturas que ocorrem nos ciclos de refrigeração (ver Anexo A).

Atenção para riscos comuns a todos os sistemas de compressão, como alta temperatura na descarga, golpe por inundação de líquido, operação incorreta ou redução na resistência mecânica causada por corrosão, erosão, estresse térmico, fadiga, golpe de aríete ou vibração. A corrosão, no entanto, deve ter uma consideração especial, uma vez que as condições específicas dos sistemas de refrigeração surgem devido alternância entre o congelamento e o descongelamento ou na aplicação de isolamento no equipamento.

Os fluidos refrigerantes comumente usados, exceto o R-717, são mais densos que o ar. Deve-se ter cuidado para evitar a formação de bolsões estagnados de vapores de fluido refrigerante, pela localização adequada das aberturas de entrada e exaustão da ventilação. Todas as salas de máquinas devem ter ventilação mecânica controlada por alarmes de concentração de oxigênio e/ou de vapor de fluido refrigerante. Para o propósito desta norma, a classificação de ocupação deve ser determinada de acordo com a tabela abaixo. As casas de máquinas não podem ser consideradas como espaço ocupado, exceto conforme definido na NBR ISO 5149-3:2020, 5.1.

Os sistemas são classificados de acordo com: o método de extração de calor do ambiente (refrigeração); o método de adição de calor para o ambiente (aquecimento); a substância a ser tratada; o vazamento de fluido refrigerante entrando no espaço ocupado. O sistema direto deve ser classificado como um sistema de liberação direta se uma única ruptura do circuito de fluido refrigerante resultar em uma liberação para o espaço ocupado, independentemente da localização do circuito de fluido refrigerante.

Um sistema aberto de pulverização é classificado como direto se o meio de transferência térmica estiver em comunicação direta com partes do circuito que contenham fluido refrigerante e o circuito indireto estiver aberto para um espaço ocupado. Os sistemas de pulverização aberto devem estar localizados no local de classificação I.

O sistema direto com dutos deve ser classificado como um sistema de liberação direta se o ar condicionado estiver em contato direto com componentes do circuito contendo fluido refrigerante e é fornecido para um espaço ocupado. Um sistema de pulverização aberto com respiro deve ser classificado como um sistema de liberação direta se o meio de transferência de calor estiver em contato direto com partes do circuito que contenham fluido refrigerante e o circuito indireto estiver aberto em um espaço ocupado.

O meio de transferência de calor deve ser ventilado para fora do espaço ocupado, mas existe a possibilidade de que uma única ruptura do circuito possa resultar em uma liberação de fluido refrigerante para o espaço ocupado. Um sistema indireto deve ser classificado como sistema fechado indireto se o meio de transferência de calor estiver em comunicação com um espaço ocupado, e um vazamento de fluido refrigerante no circuito indireto puder entrar no espaço ocupado se o circuito indireto também vazar ou purgar.

Um sistema indireto deve ser classificado como sistema de ventilação indireta se o meio de transferência de calor estiver em comunicação com um espaço ocupado, e um vazamento de fluido refrigerante no circuito indireto puder sair para atmosfera fora do espaço ocupado. As cargas-limite definidas para os sistemas de refrigeração devem ser calculadas de acordo com a classe de localização, conforme especificado nessa norma, e a toxicidade e/ou a inflamabilidade do fluido refrigerante, como especificado no Anexo A.

Se todos os componentes contendo fluido refrigerante estiverem localizados em espaços ventilados, os requisitos para uma classe IV devem ser aplicados. Os espaços ventilados devem atender aos requisitos das ISO 5149-2 e ABNT NBR ISO 5149-3. Se todos os componentes contendo fluido refrigerante estiverem localizados em uma casa de máquinas ou ao ar livre, os requisitos para o local de classe III devem ser aplicados. As casas de máquinas devem atender aos requisitos da NBR ISO 5149-3. Se todos os compressores e vasos de pressão estiverem localizados em uma casa de máquinas ou ao ar livre, os requisitos para o local de classe II devem ser aplicados, a menos que o sistema esteja em conformidade com os requisitos de 5.3.3. Os trocadores de calor e tubulações, incluindo as válvulas, podem estar localizados em um espaço ocupado.

Se os sistemas de refrigeração ou partes que contenham fluido refrigerante estiverem localizados no espaço ocupado, o sistema é considerado de Classe I, a menos que o sistema esteja em conformidade com os requisitos de 5.3.4. A classificação do fluido refrigerante deve estar de acordo com a ISO 817:2014. A quantidade de carga de fluido refrigerante que possa entrar no espaço ocupado deve ser determinada conforme a seguir.

Para espaços ocupados, a quantidade de fluido refrigerante não pode exceder os valores especificados nas Tabelas A.1 e A.2 (disponíveis na norma). A quantidade de fluido refrigerante que pode ser liberada em um espaço ocupado deve ser a maior carga de qualquer sistema de refrigeração. O equipamento de refrigeração pode ser instalado fora da edificação, ao ar livre, em uma casa de máquinas específica, em áreas ocupadas, ou em áreas não ocupadas, não designadas como casa de máquinas.

O equipamento de refrigeração pode ficar contido em um determinado espaço ventilado fornecido pelo fabricante. Os requisitos para este espaço são fornecidos na ISO 5149-2:2014, 2.5.17. Os sistemas de refrigeração instalados ao ar livre devem ser posicionados para evitar o vazamento de fluido refrigerante na construção ou expor pessoas ao risco. Se instalado no teto, o fluido refrigerante não pode ser capaz de fluir através do teto em qualquer abertura para ventilação de ar fresco, porta, alçapão, ou abertura similar em caso de um vazamento.

Quando um abrigo for fornecido para o equipamento de refrigeração instalado ao ar livre, este deve ter ventilação natural ou forçada. Um local onde a maior parede estiver exposta ao ar externo por meio de aberturas com 75% de área livre e a cobertura cobrir ao menos 80% da área do local (ou equivalente, se mais da metade da parede estiver para fora) é considerada como estando ao ar livre.

Quando uma casa de máquinas for escolhida como a localização do equipamento de refrigeração, ela deve cumprir os requisitos especificados em 5.1 a 5.14. Se a carga de fluido refrigerante estiver acima do limite prático especificado na NBR ISO 5149-1, o sistema de refrigeração deve estar localizado em uma casa de máquinas, salvo se as fontes de ignição na casa de máquinas atenderem aos requisitos em 5.3, 5.4 e 5.14.4.

Podem ser necessários requisitos adicionais para sistema de refrigeração contendo R717 ou outros fluidos refrigerantes B2L, B2, B3, A2L, A2 e A3 e especificados em 5.12. Quando o abrigo em torno do equipamento de refrigeração é suficientemente grande para que as pessoas possam entrar, o abrigo é considerado como uma casa de máquinas e os requisitos para as mesmas se aplicam.

Para o equipamento de refrigeração localizado no espaço ocupado, os requisitos devem obedecer atender ao especificado no NBR ISO 5149-1:2020, Anexo A. Para o equipamento de refrigeração localizado em áreas não ocupadas e não designadas como casa de máquinas, se a área for isolada de qualquer área ocupada, todos os requisitos devem ser idênticos aos de uma casa de máquinas. Se a área pode não ser isolada a partir de qualquer espaço ocupado, o equipamento de refrigeração deve ser considerado como localizado em um espaço ocupado e os requisitos para esses espaços devem ser aplicados.

Para o equipamento de refrigeração localizado em um espaço ventilado dentro de uma área ocupada, o espaço ventilado contendo o sistema de refrigeração deve ter um duto de ventilação conforme especificado pelo fabricante. O duto não pode ser de maior comprimento e não pode ter mais curvas que o número máximo especificado pelo fabricante. O local em que o espaço ventilado está instalado deve ter pelo menos dez vezes o volume do espaço e deve ter ar de reposição suficiente para substituir qualquer ar expelido. A ventilação do compartimento deve ser para ar externo ou para uma área contendo o volume mínimo especificado no NBR ISO 5149-1:2020, 2.5.17, para uma área ocupada.

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