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Funcionamento do Sistema de Autoclave

Tipos, funções e componentes do sistema de autoclave com exemplo de projeto e dimensionamento de um grupo de pressurização

Os sistemas de autoclave garantem o acesso à água corrente com a pressão adequada, mesmo em ambientes onde a situação ideal poderia ser comprometida. Em condomínios, por exemplo, a presença do sistema de autoclave é frequentemente indispensável para garantir o correto funcionamento do sistema de água e o conforto habitacional para todos os inquilinos.

Neste artigo, exploraremos em detalhes os diferentes tipos de sistemas de autoclave, seus componentes e benefícios, oferecendo uma visão completa sobre este importante dispositivo.

O que é um sistema de autoclave

O sistema de autoclave é um sistema que garante o acesso à água corrente mesmo em situações em que a pressão da água é muito baixa. Este dispositivo é projetado para automatizar o acionamento e desligamento de uma ou mais eletrobombas, garantindo um fluxo de água adequado e uma pressão suficiente para atender as demandas de água de usuários que de outra forma ficariam sem.

Em termos simples, o sistema de autoclave atua aumentando a pressão da água dentro das tubulações de um edifício, permitindo assim alcançar também os andares mais altos. Isso é particularmente importante em contextos residenciais, como condomínios, onde uma baixa pressão da água poderia comprometer o conforto e a habitabilidade dos moradores.

Além disso, o sistema de autoclave é amplamente utilizado em outras situações, como em residências particulares ou edifícios comerciais, onde a baixa pressão da água poderia ser um problema.

Quais são os componentes do sistema de autoclave

Em um sistema de autoclave genérico, podemos identificar os seguintes componentes:

  • câmara de autoclave – tipicamente feita de aço inoxidável para garantir uma resistência ideal à corrosão e pressão. Esta estrutura é projetada para resistir às condições extremas de temperatura e pressão sem comprometer a integridade dos materiais tratados em seu interior;
  • sistema de aquecimento – outro elemento crucial do sistema de autoclave, pode assumir diferentes formas dependendo das necessidades específicas de utilizo. Pode ser composto por resistências elétricas, vapor ou outros meios de transferimento de calor, cujo objetivo é aumentar a temperatura dentro da câmara de autoclave para ativar o processo de tratamento dos materiais;
  • controles de pressão e temperatura – são fundamentais para garantir um tratamento seguro e eficaz dos materiais dentro do autoclave. Esses dispositivos monitoram constantemente as condições dentro da câmara de autoclave e ajustam os parâmetros do processo conforme necessário, garantindo que a pressão e a temperatura permaneçam dentro dos limites preestabelecidos durante todo o ciclo de tratamento;
  • recipiente de pressão – também conhecido como pulmão, é um elemento essencial do sistema de autoclave onde há uma câmara de ar. Este pulmão atua como um acumulador, permitindo que a bomba estenda o tempo de operação por um período maior, reduzindo assim o número de ligamentos e desligamentos, que podem causar desgaste e golpes de ar perigosos;
  • pressostato – liga a bomba quando a pressão da água cai abaixo de um certo limite e desliga quando atinge o valor máximo predefinido. Esses componentes adicionais contribuem para garantir o correto funcionamento e a segurança do sistema de autoclave em diferentes situações e aplicações.

Além dos principais componentes descritos acima, um sistema de autoclave pode incluir outros elementos para completar o sistema. Por exemplo, pode haver um tanque de armazenamento para armazenar uma certa quantidade de água proveniente da rede, juntamente com uma bomba elétrica, geralmente do tipo centrífuga, para bombear a água para o tanque sob pressão.

O tanque de água pode ser dimensionado com a seguinte fórmula:

V = 30 (Gpr60) / a ⋅ (Pmax+1) / (PmaxPmin)

onde:

V = Volume do autoclave, [l]
Gpr = Vazão de projeto, [l/s]
Pmin = Pressão mínima de sobreelevação [bar]
Pmax = Pressão máxima de sobreelevação [bar]
a = Número máximo horário de acionamentos da bomba [h-1]

Tipos de sistema de autoclave

Os sistemas de autoclave podem ser divididos em diferentes tipos em relação aos sistemas de automação, principalmente em duas categorias com suas respectivas subcategorias, como segue:

  • sistema com tanques pressurizados
    • autoclave do tipo clássico
    • autoclave com tanques de membrana
  • sistema inverter
    • sistema inverter puro com controle de uma ou mais bombas
    • sistema inverter puro com inversor para cada bomba
    • sistema inverter misto

Sistema com tanques pressurizados

Este tipo de sistema apresenta duas variantes principais:

  • autoclave do tipo clássico
  • autoclave com tanques de membrana

Autoclave do tipo clássico

A autoclave clássica é composta por um ou mais tanques, duas ou mais bombas, um compressor, um painel elétrico e os instrumentos necessários para a lógica de funcionamento.

A lógica de funcionamento baseia-se no princípio da compressibilidade do ar. No tanque, a junção das bombas, da água e do ar, são introduzidos simultaneamente de forma automática. Os automatismos são garantidos pela presença de pressostatos, um para cada bomba e um para o compressor, que regulam o processo. Quando os usuários retiram a água, a pressão dentro do tanque diminui, ativando as bombas para manter a pressão desejada. As bombas fornecem água à pressão mínima estabelecida para atender às necessidades dos usuários. Uma vez atingido o nível máximo no tanque, as bombas param. O compressor garante que o nível de ar no tanque esteja constantemente otimizado.

Vantagens do sistema

  • Ampla autonomia garantida pelo tamanho do tanque, permitindo períodos de descanso para os equipamentos.
  • Simplicidade de operação e durabilidade garantida pela eficiência dos equipamentos eletromecânicos.

Autoclave com tanques de membrana

Este tipo de sistema é composto por tanques de membrana, duas ou mais bombas, um painel de controle e os instrumentos para a lógica de funcionamento.

A lógica de funcionamento é semelhante à da autoclave clássica, mas sem o compressor. O tamanho dos tanques é limitado, portanto, a autonomia é reduzida. A reposição periódica do colchão de ar deve ser feita manualmente. Este sistema é caracterizado pela economia na aquisição e instalação, mas requer uma manutenção mais frequente devido à autonomia limitada e à qualidade dos componentes.

Sistema de controle de pressão

Sistema de controle de pressão

Sistema inverter

O sistema inverter pode ser dividido em três tipos principais:

  • sistema inverter puro com controle de uma ou mais bombas
  • sistema inverter puro com inversor para cada bomba
  • sistema inverter misto

Sistema inverter puro com controle de uma ou mais bombas

Este sistema é composto por uma ou mais bombas, um painel de controle com um inversor, um transdutor de pressão e um tanque de antipendulação.

A lógica de funcionamento é baseada no transdutor de pressão, que detecta as variações de pressão causadas pelo utilizo. O inversor controla as bombas de acordo com as necessidades de consumo, permitindo um funcionamento eficiente e silencioso. O tanque de antivazamento impede a partida contínua da bomba em presença de pequenos vazamentos no sistema.

Vantagens do sistema:

  • Economia de energia devido à regulação da rotação do motor das bombas;
  • Silenciosidade e menor desgaste dos equipamentos.

Sistema inverter puro com inversor para cada bomba

Neste tipo de sistema, cada bomba é controlada por um inversor separado. A lógica de funcionamento é semelhante ao sistema anterior, mas ambas as bombas operam em rotações variáveis e alternam periodicamente.

Vantagens do sistema:

  • Mesma eficiência e silêncio do sistema anterior, mas com maior flexibilidade operacional.

Sistema inverter misto

Este sistema combina as vantagens do sistema de autoclave clássico com as do sistema inverter. Uma bomba é controlada pelo inversor, enquanto as outras são controladas por pressostatos. O tanque é de maior em comparação à outros sistemas e não possui membrana.

Vantagens do sistema:

  • Silênciosidade garantida pelas baixas rotações do motor e pelo menor desgaste dos equipamentos;
  • Robustez e confiabilidade do sistema eletromecânico;
  • Possibilidade de maiores períodos de descanso das bombas devido ao tamanho do tanque.

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