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Estudo de caso: Medidor de vazão mássica Coriolis para o refrigerante R454B


DN10 Coriolis mass flow meter for metering refrigerant R454B

DN10 Compact Coriolis | 500 psi (34,4 bar) | Aprovado pela ATEX | Aplicação de P&D do Canadá

Resposta rápida

O medidor de vazão mássica Coriolis DN10 (SH-CMF-10) é a escolha ideal para medir o refrigerante R454B com vazões em torno de 0,454 m³/h, pressão de operação de até 34,4 bar e temperatura na faixa de 40-45 °C. O design compacto com saídas de 4-20 mA, HART e RS485 atende à maioria das necessidades de registro de dados em P&D. A certificação ATEX Zona 1 é padrão para ambientes de laboratório de refrigeração.

Contexto do projeto

Refrigerant R458 mass flow measurement

Medição do fluxo de massa do refrigerante R458

Simon, um engenheiro de desenvolvimento de produtos em La Pocatière, Quebec, nos enviou um breve resumo: ele precisava de um medidor de vazão para o refrigerante R454B, com vazão máxima de 2 GPM, pressão de trabalho de 500 psi e para ambiente de laboratório. Só isso. Sem especificações de tubulação, sem classificação de área perigosa, sem menção à classificação de inflamabilidade A2L.

Vemos isso com frequência. As equipes de P&D que constroem bancadas de teste de refrigeração muitas vezes tratam o medidor de vazão como uma reflexão tardia. Elas dimensionam o compressor, projetam o circuito do trocador de calor, especificam as válvulas de alívio de pressão e, na etapa final, perguntam qual medidor usar. A resposta, nesse caso, não era óbvia.

O R454B não é o mesmo que o R410A. Trata-se de uma mistura de HFO/HFC com um GWP de 466 e classificação de inflamabilidade A2L, o que significa que é levemente inflamável. Um medidor padrão não certificado, instalado em um laboratório fechado com risco de vazamento de refrigerante, não é aceitável. Isso reduz bastante as opções.

Condições de candidatura

FluidoRefrigerante R454B (mistura de HFO/HFC, GWP 466)
Tamanho do oleoduto1/2 polegada (DN10 especificado devido à baixa vazão)
Faixa de fluxo2 GPM = 0,454 m³/h (máx.)
Temperatura de operação40 a 45 graus Celsius
Pressão de operaçãoPressão máxima de 500 psi = 34,4 bar
Saída necessária4-20 mA, Pulso, RS485, HART
Área perigosaÉ necessário possuir certificação ATEX Zona 1.
Classe de precisão0,2%
Fonte de energia24V CC
Material molhadoaço inoxidável 316L

Por que usar um medidor Coriolis DN10 para medição de baixo fluxo de refrigerante?

Com uma vazão de 0,454 m³/h, esta é uma vazão baixa. Instalar um medidor DN15 ou maior aqui faria com que a velocidade do fluxo ficasse entre os 10% e 15% inferiores da faixa de medição do medidor, prejudicando a precisão. Recomendamos o DN10 (3/8”) justamente porque a faixa de escala completa do SH-CMF-10 é de 0 a 1500 kg/h, e a vazão real do cliente se encontra confortavelmente na faixa intermediária, onde a precisão de Coriolis é ideal.

Os medidores Coriolis medem a vazão mássica diretamente. Para o trabalho com refrigerantes, isso é importante. A densidade do R454B varia significativamente com a temperatura e a pressão, portanto, os medidores volumétricos exigem uma correção de densidade em tempo real para fornecer a vazão mássica. O Coriolis dispensa essa correção completamente. O que você lê é o que você obtém.

O R454B é levemente inflamável (classificação A2L). O laboratório do cliente se qualifica como área classificada como perigosa. Um medidor padrão sem proteção contra explosão não é uma opção. O SH-CMF-10 é fornecido com aprovação ATEX Zona 1 como configuração padrão, não como um adicional caro.

Configuração do modelo

A string de modelo completa para esta aplicação:

Coriolis Mass Flow Meter for Refrigerant R454B

SH-CMF-10-P2-H1-T1-O1/O2-C2/C3-E1-A2-B1-P1-M1-PC1

SH-CMFMedidor de vazão mássica Coriolis prateado
10DN10, faixa de vazão de 0 a 1500 kg/h
P2Classificação de pressão 4,0 MPa (40 bar)
H1Visor integrado compacto
T1Faixa de temperatura: -50 a 150 °C
O1/O2Saída de pulso e 4-20 mA
C2/C3Comunicação RS485 e HART
E1Aprovado para uso à prova de explosão ATEX
A2Classe de precisão 0,2%
B1Temperatura ambiente do transmissor: -20 a 50 °C
P1Fonte de alimentação de 24 V CC
M1peças em contato com o fluido em aço inoxidável 316L
PC1Conexão de processo: conexões de flange SAE de 1/2"

Por que outros tipos de medidores foram descartados?

Medidor de vazão tipo turbina: Não suporta fluxo de refrigerante bifásico ou próximo da saturação. O desgaste dos rolamentos com refrigerantes de baixa lubricidade também é um problema conhecido.

Medidor de vazão com engrenagem oval: Funciona para líquidos de alta viscosidade, mas não é adequado para refrigerantes de baixa viscosidade. Vazamentos na folga em baixa viscosidade reduzem significativamente a precisão.

Medidor de vazão por vórtice: Os requisitos mínimos de vazão para um desprendimento de vórtice confiável são muito altos para esta aplicação. Com 0,454 m³/h em DN10, você está abaixo do limite do número de Reynolds.

Medidor de vazão mássica térmica: Calibrado para gases. Não é adequado para medição de refrigerantes líquidos.

Perguntas frequentes: Medidores Coriolis para aplicações de P&D em refrigerantes

P1: Um medidor Coriolis consegue lidar com fluxo de refrigerante bifásico?
A maioria dos medidores Coriolis apresenta erros ou alarmes durante o escoamento bifásico, independentemente da marca. Para bancadas de teste de P&D, o objetivo do projeto deve ser manter o refrigerante em fase líquida única no medidor. O subresfriamento do fluido antes da entrada do medidor em 5 a 10 K é uma prática padrão em configurações de laboratório de refrigeração.
Q2: Uma precisão de 0,2% é suficiente para testes de eficiência do ciclo de refrigeração?
Para a maioria das finalidades de P&D, sim. Os cálculos do COP do sistema introduzem incertezas maiores provenientes das medições de temperatura e pressão do que um medidor de vazão com precisão de 0,2%. Se você estiver realizando testes com precisão de calorímetro, discuta conosco todo o seu orçamento de incertezas antes de especificar.
P3: A compatibilidade com R454B requer materiais especiais em contato com o fluido?
O aço inoxidável 316L é compatível com o R454B. Evite conexões de cobre e latão a jusante se houver possibilidade de entrada de umidade. O SH-CMF-10 utiliza tubos e conexões de aço inoxidável 316L em toda a sua extensão.
Q4: Por que usar conexões SAE em vez de NPT ou flangeadas?
As conexões SAE flare são padrão em sistemas de refrigeração. Roscas NPT podem apresentar vazamentos com refrigerantes sob pressão, a menos que sejam cuidadosamente vedadas, e conexões flangeadas são superdimensionadas para tubos de laboratório de pequeno diâmetro. O cliente solicitou especificamente conexões SAE flare para integração direta com seu equipamento de teste.
Q5: Qual categoria ATEX este medidor abrange?
O SH-CMF-10 com opção E1 é ATEX Zona 1, Categoria 2G, Grupo IIB, Classe de temperatura T4. O R454B é classificado como A2L com um limite inferior de inflamabilidade de 8,8% em volume. A certificação Zona 1 é adequada para espaços laboratoriais fechados onde existem possibilidades de vazamento de refrigerante.

Solicite um orçamento para sua aplicação de medição de refrigerante.

Envie-nos os seguintes parâmetros e retornaremos o código do modelo e o preço em até um dia útil:

• Nome e fase do fluido (líquido / gasoso / bifásico)

• Faixa de vazão (kg/h ou m3/h)

• Pressão de operação (bar ou psi)

• Temperatura de operação (°C)

• Diâmetro do tubo e tipo de conexão

• Classificação da área de risco (se houver)

Contato: sales@silverinstruments.com | silverinstruments.com


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