apostila refrig e climat

Curso Técnico em Mecânica – Disciplina: Refrigeração e Climatização 2ºSem./2009

IFPA – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará – Campus Belém

Professores: Ricardo A. S. de Campos e Arnaldo Augusto A. de Souza Jr. 1

REFRIGERAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO

I – BREVE HISTÓRICO DA REFRIGERAÇÃO

A refrigeração já era utilizada pelo homem desde a época das antigas civilizações. Há indícios de que a civilização chinesa, muitos séculos antes da Era Cristã, usava o gelo natural, colhido nas superfícies dos rios e lagos congelados, e conservava-os cuidadosamente em poços, cobertos com palha e cavados na terra, com a finalidade de preservar as folhas de chá que consumiam. As civilizações gregas e romanas também aproveitavam o gelo colhido no alto das montanhas, para o preparo de bebidas e alimentos gelados. Observa-se que, durante muitos séculos, a única utilidade que o homem encontrou para o gelo foi a de gelar alimentos e bebidas, para melhorar seu paladar.

No final do século XVII, com a invenção do microscópio, verificou-se a existência de microorganismos (micróbios, bactérias), invisíveis a olho nu. Estudos realizados na época demonstraram que alguns tipos de bactérias eram responsáveis pela putrefação dos alimentos e por muitos tipos de doenças. Verificou-se, através de estudos, que a contínua reprodução das bactérias podia, em muitos casos, ser impedida, ou pelo menos controlada, pela aplicação do frio, isto é, baixando-se suficientemente a temperatura do ambiente em que as mesmas se proliferavam.

Essas conclusões provocaram, no século XVIII, uma grande expansão da indústria do gelo, que até então se mostrava incipiente. Com essas descobertas, aumentou-se a possibilidade de conservação de alimentos frescos, mantendo todas as suas qualidades, durante um período de tempo maior, visto que, antes dessas descobertas, a conservação dos alimentos era obtida através de tratamentos como a salgação, a defumação ou o uso de condimentos, mas esses tratamentos, na maioria dos casos, diminuíam a qualidade do alimento e modificavam o seu sabor.

No entanto, o uso do gelo natural trazia consigo uma série de inconvenientes que prejudicavam seriamente o desenvolvimento da refrigeração, devido a dependência direta, da natureza, para a obtenção do gelo, que só se formava no inverno, e nas regiões de clima bastante frio. Isto tornava o fornecimento irregular e, em se tratando de países mais quentes, o transporte era demorado, onde a maior parte se perdia por derretimento, visto a precariedade de conservação durante este transporte. Mesmo nos locais onde o gelo se formava naturalmente, a estocagem era bastante difícil, só podendo ser feita por períodos relativamente curtos.

Com o passar dos anos, engenheiros e pesquisadores concentraram seus trabalhos na busca de meios e processos, que permitissem a obtenção artificial de gelo, e em 1834, foi inventado nos Estados Unidos, o primeiro sistema mecânico de fabricação de gelo artificial e, que constituiu a base precursora dos atuais sistemas de compressão frigorífica.

Em 1855, surgiu na Alemanha, outro tipo de mecanismo para a fabricação do gelo artificial, baseado no princípio da absorção, descoberto em 1824 pelo físico e químico inglês Michael Faraday.

Durante cerca de meio século, os aperfeiçoamentos nos processos de fabricação de gelo artificial foram se acumulando, surgindo sistematicamente melhorias nos sistemas, com maiores




rendimentos e melhores condições de trabalho. Entretanto, devido a crença geral na época, de que o gelo produzido pelo homem era prejudicial à saúde humana, o aumento na produção fez pouco progresso neste período, visto que o consumo de gelo artificial era pequeno, apesar das vantagens apresentadas pela refrigeração artificial.

Em 1890, o inverno nos Estados Unidos foi muito fraco. Em conseqüência, quase não houve formação de gelo neste ano, naquele país. Como não havia gelo natural, a situação obrigou que se usasse o gelo artificial, onde comprovou-se a eficácia do produto, mostrando que o mesmo era ainda melhor que o gelo natural, pois podia ser feito com água mais pura e ser produzido à vontade, conforme as necessidades de consumo.

Com isso, no final do século XIX, começaram a ser fabricados os primeiros refrigeradores (ou geladeiras). Tais aparelhos eram constituídos simplesmente por um recipiente, isolado por meio de placas de cortiça, dentro do qual eram colocadas pedras de gelo e os alimentos a conservar. A fusão do gelo absorvia parte do calor dos alimentos e reduzia, de forma considerável, a temperatura no interior da geladeira.

Surgiram as usinas de fabricação de gelo artificial, visto que ainda não era possível a produção do gelo na casa do consumidor, sendo, as pedras de gelo, entregues nas residências para que fossem colocadas no interior das mesmas.

No início do século XX, e com o surgimento da eletricidade, pequenas máquinas e motores passaram a ser movimentadas por essa forma de energia. Com esta nova fonte de energia, os técnicos buscaram meios de produzir o frio em pequena escala, na própria residência dos usuários. O primeiro refrigerador doméstico surgiu em 1913, mas sua aceitação foi mínima, tendo em vista que o mesmo era constituído de um sistema de operação manual, exigindo atenção constante, muito esforço e apresentando baixo rendimento.

Só em 1918 é que apareceu o primeiro refrigerador automático, movido a eletricidade, e que foi fabricado pela Kelvinator Company, dos Estados Unidos. A partir de 1920, a evolução foi tremenda, com uma produção sempre crescente de refrigeradores mecânicos, cada vez mais modernos e funcionais, e com controles mais apurados.

II – PRINCÍPIOS FÍSICOS BÁSICOS

II.1 – Mudanças de estado da matéria

Dependendo da temperatura e da pressão, uma mesma espécie de matéria pode apresentar-se em qualquer estado físico. Tomando como exemplo a água, pode-se encontrá-la nos estados sólido, líquido e gasoso.

As mudanças de estados físicos recebem denominações em função da maneira como são processadas. Em sistemas de refrigeração (ou circuito frigorígeno) pode-se destacar os processos de condensação e de vaporização (evaporação).

A condensação é a passagem do estado vapor para o estado líquido, verificando-se que um fluido, no estado vapor se transforma em estado líquido, quando perde calor, ou seja, quando é resfriado.




A vaporização (ou evaporação) é a passagem do estado líquido para o estado vapor, verificando-se que um fluido, no estado líquido se transforma em estado vapor, quando recebe calor, ou seja, quando é aquecido.

ENTRA FIGURA 1.2 (PAG. 2)

Figura 1 – Exemplos de mudanças de fase

Os processos de VAPORIZAÇÃO e EVAPORAÇÃO são semelhantes. A única diferença entre eles é a velocidade com que o líquido se transforma em vapor. A evaporação é mais lenta e a vaporização é mais rápida, geralmente sendo provocada por algum mecanismo, como no caso de um sistema de refrigeração. Na prática, as duas nomenclaturas podem ser utilizadas. II.2 – A Ebulição A utilização da água para explicar o processo de ebulição é o método mais didático e eficiente, pois a mesma se comporta de forma similar aos fluidos refrigerantes mais usuais. Considerando que 01 (um) quilograma (kg) de água, a 0 ºC é aquecido, a temperatura desta massa de água aumenta em 1 ºC (um grau Celsius), para cada 4,19 kJ de calor adicionado. Mantendo-se o fornecimento de calor, a água atingirá o seu ponto de ebulição, ou temperatura de ebulição (te). Esta temperatura de ebulição é determinada pela pressão sobre a água. Se esse processo ocorre em um recipiente aberto, a pressão sobre a água é a pressão atmosférica. Se o processo ocorre em um recipiente fechado, então a pressão no interior do recipiente é que irá controlar a temperatura de ebulição. A pressão atmosférica ao nível do mar é de 101325 Pa (Pascal), ou 101,325 kPa. Nesta pressão a água ferve a 100 ºC. Se a pressão for maior do que 101,325 kPa, então a água irá ferver a uma temperatura maior.

Figura 2 – Influência da pressão na temperatura de ebulição




Caso contrário, se a pressão for menor do que 101,325 kPa, a água irá ferver a uma temperatura mais baixa do que 100 ºC, e consequentemente, serão alcançadas temperaturas de ebulição menores. Desta forma, o processo pode ser controlado de tal forma que, pode-se baixar a pressão a níveis tais, que se conduz a água a atingir patamares de temperatura muito baixos, promovendo a utilização da mesma em processos de condicionamento de ar.

Tabela 1 – Relação entre pressões e temperaturas de ebulição da água

II.3 – Calor de vaporização

Quando se aquece um fluido até a sua temperatura de ebulição, ao se continuar adicionando calor, mantendo-se a pressão constante, o fluido evapora. Chama-se calor latente de vaporização, o calor necessário para mudar o estado de um fluido, de líquido para vapor.

II.4 – Líquido saturado, vapor saturado e superaquecimento

Quando a água atinge sua temperatura de ebulição, à uma dada pressão, pode ser denominada de Líquido Saturado, pois ela ainda consegue permanecer no estado líquido, apesar de estar saturada com todo o calor que pode conter, a esta pressão.

Quando se adiciona calor a um fluido de tal forma que ele evapore totalmente, ele atinge um ponto chamado de Vapor Saturado, ou seja, apesar de saturado com todo o calor que ele pode conter àquela pressão, ele ainda se mantém na temperatura de saturação.

O estado de Vapor Superaquecido ou Superaquecimento ocorre quando a mudança de estado está completa e, qualquer calor adicional à pressão constante, resulta num aumento de temperatura do vapor.

Figura 3 – Ilustração mostrando a água atingindo o estado de vapor superaquecido




II.5 – Calor e transmissão de calor

Calor é uma forma de energia em movimento (trânsito), do corpo com temperatura maior (mais quente) para o corpo com temperatura menor (mais frio), logo, calor é energia térmica. A palavra refrigeração e outras afins são comumente utilizadas no sentido de descrever a retirada de calor (remoção de energia térmica) de uma matéria.

A transmissão do calor ocorre de 03 (três) formas: por condução; por convecção e por radiação.

Na condução, a transmissão de calor ocorre quando a energia é transmitida por contato direto entre as moléculas de um só corpo, ou entre as moléculas de dois ou mais corpos.

Na convecção, a transmissão de calor ocorre quando a diferença de densidade do fluido, devido a gradientes de temperatura, provoca o aparecimento de correntes de convecção, fazendo com que haja a movimentação do calor.

Na radiação, a transmissão de calor ocorre sem contato direto entre os corpos, e sem mudar a temperatura do meio intermediário entre ambos.

As principais unidades para medir a energia térmica são a caloria (cal), o Joule (J) e a BTU (British Thermal Unit) que significa Unidade Térmica Britânica.

Na Tabela 2 abaixo são fornecidos alguns fatores de conversão, de unidades bastante utilizadas em refrigeração:

Tabela 2 - Fatores de conversão de unidades utilizadas em refrigeração

1 m = 100 cm 1 pol = 0,0254 m

1 lbf/pol² (ou PSI) = 6895 Pa 1 lbf = 4,448 N

1 H.P. = 746 W = 2545 Btu/h 1 litro (l) = 0,001 m³

1 kcal/h = 1163 W 1 kcal = 4,1868 kJ

12000 Btu/h = 1 TR 1 Btu = 1055 J

1 kW = 3413 Btu/h 1 TR = 3517 W

II.6 - Entalpia

É uma propriedade termodinâmica que representa o calor contido em uma substância, geralmente dada em (kcal/kg).

II.7 – Pressão

Conceitualmente, pressão é a quantidade de força por unidade de superfície, ou seja, é a força total aplicada em uma área.

Vale ressaltar a diferença entre Pressão Absoluta e Pressão Manométrica (também chamada de Pressão Relativa ou Efetiva):




- Pressão Absoluta: é a pressão total em um ponto qualquer no interior do líquido, sendo igual à soma da pressão da altura da coluna de líquido com a pressão atmosférica;

- Pressão Manométrica: é o valor da pressão causada pela altura da coluna de líquido, correspondendo a uma indicação do quanto a pressão no ponto é maior do que a pressão atmosférica. Recebe este nome por ser mensurada por manômetros.

De acordo com o SI, a unidade de pressão é o N/m2, que recebe o nome de Pascal. Logo 1N/m2 = 1Pa. No entanto, ainda poderão ser encontrados instrumentos de medição apresentando leituras de pressão nas unidades kgf/cm2, atmosfera (atm), metro de coluna d’água (mca), milímetro de mercúrio (mm Hg), lbf/pol2.

III – CIRCUITO FRIGORÍGENO O circuito frigorígeno, também chamado de sistema de refrigeração, é um circuito fechado composto por um compressor, dois trocadores de calor, denominados condensador e evaporador, e um dispositivo de expansão. Além desses quatro principais componentes, há um fluido que circula pelo interior deles chamado de fluido refrigerante. O sistema de refrigeração que possui essa formação básica é denominado de sistema de refrigeração por compressão de vapor.

Figura 4 – Esquema básico de um sistema de refrigeração

O COMPRESSOR, que aspira e comprime o fluido refrigerante, é o responsável pela circulação do mesmo e, juntamente com o dispositivo de expansão, possibilita a criação de duas zonas de pressões distintas, ocorrendo a elevação da pressão no condensador e a redução da pressão no evaporador.

O CONDENSADOR, onde o vapor refrigerante é condensado, passando ao estado líquido, tem a função de rejeitar o calor absorvido pelo evaporador e o calor gerado no compressor, durante o processo de compressão.

O dispositivo de expansão, que pode ser um TUBO CAPILAR ou uma VÁLVULA DE EXPANSÃO, cria uma redução na seção da tubulação que liga o condensador ao evaporador, provocando uma elevação da pressão no condensador e uma brusca diminuição da pressão no evaporador, além de controlar o fluxo de refrigerante que chega ao evaporador.




O EVAPORADOR absorve calor latente de vaporização dos produtos a serem refrigerados, ou do ar, dependendo do caso. O fluido refrigerante vai transformando-se totalmente em vapor enquanto vai percorrendo a tubulação do evaporador. Nesse processo, o calor latente de vaporização dos produtos a serem refrigerados passa através das paredes da tubulação do evaporador e, ao entrar em contato com o fluido refrigerante, que sai do dispositivo de expansão e entra no evaporador no estado líquido, vaporiza-o, à pressão e temperatura constantes.

IV – PRINCIPAIS COMPONENTES MECÂNICOS EM REFRIGERAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO IV.1 - Compressores

O compressor é o “coração” do sistema de compressão de vapor. É usado por uma única razão: recuperar o líquido expandido para que ele possa tornar a ser usado inúmeras vezes (fechando o ciclo).

O compressor succiona o fluido refrigerante do evaporador e comprime-o no condensador, circula-o por todo o circuito frigorífico e, com auxílio do dispositivo de expansão, promove a elevação de pressão no condensador e a redução de pressão no evaporador.

De forma técnica, os compressores podem ser divididos de acordo com a pressão de

evaporação, de acordo com a categoria de compressão e de acordo com a categoria de

acoplamento.

IV.1.1 - De acordo com a pressão de evaporação:

Podem ser divididos de acordo com a pressão de evaporação em: compressor de baixa

pressão, de média/alta pressão e de pressão comercial. A Tabela 3 abaixo apresenta as faixas de aplicação e seus limites operacionais:

Tabela 3 – Faixa de Aplicação de Compressores FAIXA DE APLICAÇÃO TEMPERATURA DE

EVAPORAÇÃO EXEMPLO DE APLICAÇÃO

Baixa Pressão de Evaporação (LBP) -35 ºC a -10 ºC Refrigeradores e Freezers Média/Alta Pressão de Evaporação (MBP/HBP)

-20 ºC a -5 ºC Balcões e Bebedouros

Pressão Comercial de Evaporação (CBP)

-5 a +10 ºC Refresqueiras e Vitrines

Alta Pressão de Evaporação/Condicionador de Ar (HBP/AC)

0,0 a +15 ºC ACJ

IV.1.2 - De acordo com a categoria de compressão: a) Compressores Alternativos:

Os compressores dessa categoria possuem um pistão que executa movimentos alternados – sobe e desce ou vai e vem. Observe que na figura 05 o fluido refrigerante entra pela linha de sucção, em um espaço criado pelo curso de descida do pistão e o fluido é forçado para a linha de descarga pelo pistão no seu curso de subida.




Quando o pistão desce, faz a placa de válvula de sucção abrir e a placa de válvula de descarga fechar; a pressão no cilindro, nesse momento, é menor que na linha de sucção, então o fluido entra no cilindro.

Figura 05 – Detalhe da subida e descida do pistão

Quando o pistão sobe, faz a placa de válvula de descarga abrir e a placa de válvula de sucção fechar; a pressão no interior do cilindro, nesse momento, é maior que na linha de descarga, então o fluido sai do interior do cilindro.

O virabrequim gira e com o auxílio da biela, move o pistão com movimentos alternados, daí o nome de compressor alternativo.

Figura 6 – Visão interna de um compressor alternativo, marca Embraco

Em termos de tecnologia, apesar de terem sido os primeiros a serem utilizados em refrigeração, os compressores do tipo alternativo passaram a sofrer modificações que vieram a melhorar seu desempenho, onde a rotação que os mesmos executavam passaram de 120 a 180




RPM nos primeiros compressores produzidos, até rotações da faixa de 3.000 RPM nos compressores mais modernos.

Figura 7 – Compressor hermético alternativo em corte

b) Compressores Rotativos:

Este tipo de compressor é muito utilizado em condicionadores de ar do tipo janela e em bombas de vácuo. Em bombas de vácuo, o compressor é o rotativo palheta e a sucção e a compressão ocorre em virtude do movimento de lâminas em relação a uma câmara de bomba. Já os rotativos para condicionadores de ar do tipo janela, realizam a sucção e a descarga do fluido refrigerante por meio do movimento do “rolete” no interior do cilindro. O rolete se movimenta através de um eixo excêntrico e, com auxílio da “lâmina divisória”, cria regiões de baixa e de alta pressão.

Figura 8 – Compressor alternativo

Muitos técnicos reclamam das altas temperaturas da carcaça dos compressores rotativos, pois os comparam com os alternativos que possuem temperaturas de carcaça menor; isto se deve ao fato de que o interior do cárter do compressor é a descarga, ou seja, altas pressão e temperatura, e a sucção está canalizada internamente, portanto é o inverso dos compressores herméticos, em que o seu cárter é a sucção, e a descarga é que está canalizada internamente.




c) Compressores “Scroll”:

O compressor Scroll foi inventado em 1905 pelo engenheiro francês Léon Creux. Na época, a tecnologia disponível não era avançada o suficiente para permitir a fabricação de um protótipo, devido a, principalmente, problemas de vedação. Para um funcionamento efetivo, o compressor Scroll requer tolerâncias de fabricação muito pequenas, que foram atendidas apenas a partir da segunda metade do século 20, com desenvolvimento de novas tecnologias de máquinas operatrizes e processos de manufatura. O princípio de funcionamento do compressor Scroll, baseado num movimento orbital, difere fundamentalmente do tradicional compressor a pistão, baseado num movimento alternativo, apresentando diversas vantagens como: eficiência de 5 a 10% maior que um compressor alternativo de igual capacidade; ausência de válvulas; menor quantidade de partes móveis em relação a um compressor alternativo; operação suave e silenciosa; baixa variação de torque com conseqüente aumento da vida útil e redução de vibração. Os compressores Scroll são herméticos, desta forma não havendo acesso aos seus componentes e em caso de quebra ou “queima” são substituídos.

Figura 9 – Compressor scroll

Para realizar o trabalho de compressão, o compressor Scroll possui duas peças em forma de espiral, conforme figura 10, encaixadas face a face uma sobre a outra. A espiral superior é fixa e apresenta uma abertura para a saída do gás; a espiral inferior é móvel, acionada por um motor com eixo excêntrico.

Figura 10 – Rotores em forma espiral do compressor Scroll A sucção do gás ocorre na extremidade do conjunto de espirais e a descarga ocorre através da abertura da espiral fixa (ver figura 11); A espiral superior possui selos que deslizam




sobre a espiral inferior atuando de maneira semelhante aos anéis do pistão de um compressor alternativo, garantindo a vedação do gás entre as superfícies de contato das espirais.

Figura 11 – Esquema de funcionamento do Compressor Scroll

O processo de compressão ocorre da seguinte forma (ver figura 12):

1ª) Durante a fase de sucção, o gás entra pela lateral da espiral;

2ª) As superfícies das espirais na periferia se encontram formando bolsas de gás;

3ª) Na fase de compressão, o volume da bolsa de gás é progressivamente reduzido e o gás caminha para o centro das espirais;

4ª) O volume da bolsa de gás é reduzido ainda mais, o gás caminha para o centro e a compressão continua;

5ª) Na fase de descarga, o volume na parte central das espirais é reduzido a zero, forçando o gás a sair pela descarga.

Figura 12 – Processo de compressão em um compressor Scroll

A capacidade de refrigeração dos compressores Scroll, para sistemas de expansão direta, está na faixa de 1 a 15 TR (52,3 kW) e para resfriadores tipo Chiller está na faixa de 10 a 60 TR (35 a 210 kW). Os compressores Scroll possuem alta eficiência volumétrica, variando de 93,6% a 96,9% para um aumento de relação de pressão de 2,77 para 3,58. Os compressores Scroll possuem maior COP (3,35) em relação aos compressores rotativos e alternativos. O HCFC-22 é o refrigerante utilizado atualmente em compressores Scroll e os refrigerantes HFC-407C e HFC-410A são, em longo prazo, seus substitutos, visto que o ano previsto para o fim da fabricação do refrigerante HCFC-22 é 2020.




d) Compressores de Parafuso:

Os compressores recebem essa definição porque seus principais componentes, que são os “rotores ou fusos”, são semelhantes a grandes roscas de parafusos.

Figura 13 – Compressor parafuso em corte Figura 14 – Rotores macho e fêmea

O rotor (ou fuso) com quatro convexos curvados é chamado rotor macho e com seis côncavos, rotor fêmea. Geralmente os motores elétricos movimentam o compressor através do rotor macho e sua rotação fica em torno de 3.600 RPM. O rotor fêmea gira em torno de 2.400 RPM. Os rotores possuem um desgaste insignificante em virtude da boa lubrificação nos convexos e côncavos em contato mecanicamente.

No processo de sucção, o convexo do rotor macho e o côncavo do rotor fêmea engrenam-se helicoidalmente e as bordas dos rotores são seladas pela carcaça. O ponto de sucção atingirá gradualmente o espaço longitudinal do côncavo do rotor com o giro, até o encontro da extremidade do convexo com a do côncavo dos rotores, que forma a bolsa de relação volumétrica, ou seja, a pressão do fluido refrigerante é baixa e este é succionado do evaporador.

No processo de compressão, continuando o giro, o convexo com o côncavo se engrenam helicoidalmente e inicia-se o deslocamento e a redução do volume da bolsa, gradualmente e direcionado para a descarga.

No processo de descarga, como a descrição anterior, forma-se a bolsa de relação volumétrica, e o espaço vai se reduzindo até o encontro com o ponto de descarga; se o volume diminui, a pressão do fluido refrigerante aumentará e, então, o compressor empurrará o fluido comprimido para o condensador.

Os compressores parafusos efetuam seu controle de capacidade por uma válvula redutora deslizante, de mais carga e menos carga, a qual se move paralela ao rotor e modifica a área de compressão do rotor. Isto prolonga ou encurta a região de compressão do rotor e soma o ato do retorno do vapor para o lado da sucção enquanto o fluido comprimido é desviado.

e) Compressores Centrífugos

Este tipo de compressor é uma máquina relativamente de alta velocidade, na qual um jato contínuo de fluido refrigerante é succionado e comprimido por uma força centrífuga. O compressor centrífugo pode ser de simples ou múltiplos estágios.




Figura 15 – Rotor e estator de um compressor centrífugo

As unidades resfriadoras de líquido (denominadas de Chillers) de médio e grande porte são os equipamentos que mais utilizam esses compressores, pois o rendimento é muito superior ao dos alternativos.

IV.1.3 - De acordo com a categoria de acoplamento:

Nessa categoria, analisa-se como o motor elétrico está acoplado com o compressor propriamente dito, que é a parte mecânica que executa a sucção e a compressão.

O motor elétrico pode estar junto do compressor em uma mesma carcaça, e por essa carcaça não possibilitar consertos (manutenção). A esse tipo de compressor dá-se o nome de motocompressor hermético.

Figura 16 – Motocompressor hermético

O motor elétrico pode estar junto ao compressor, em uma mesma carcaça, mas se essa carcaça possibilitar consertos (manutenção), esse tipo será denominado de motocompressor semi-hermético.




Figura 17 – Motocompressor semi hermético

Se o motor elétrico não estiver junto do compressor em uma mesma carcaça, e se essa carcaça que contém apenas a parte de compressão, ou seja, o compressor, possibilitar consertos (manutenção), denomina-se esse compressor de compressor aberto.

Figura 18 – Motocompressor aberto

IV.2 - Condensadores

O condensador é um trocador de calor do sistema de refrigeração, que têm a função de transformar o vapor superaquecido, que é descarregado do compressor a alta pressão, em líquido. Para isso, rejeita calor contido no fluido refrigerante para alguma fonte de resfriamento.

Ao ser admitido no condensador, o fluido refrigerante está no mesmo estado que na descarga do compressor, ou seja, gás quente a alta pressão. Como em um sistema de refrigeração o objetivo é evaporar o refrigerante (para retirar calor de um ambiente e/ou produto), o refrigerante no estado gasoso deve ser condensado antes de retornar ao evaporador.

O processo de condensação do fluido refrigerante se dá ao longo do condensador, em 03 (três) fases distintas que são:

a) Dessuperaquecimento;

b) Condensação;

c) Subresfriamento.

Na fase de dessuperaquecimento, o fluido refrigerante no estado de vapor, ao ser descarregado do compressor, está a uma alta temperatura. O processo inicial, então, consiste em




baixar esta temperatura, retirando calor sensível do refrigerante, ainda no estado gasoso, até ele atingir a temperatura de condensação.

Na fase de condensação, o vapor atinge a temperatura de condensação, onde ele começa um processo de mudança de estado. Neste processo retira-se calor latente do refrigerante, isto é, a temperatura deste mantém-se constante durante todo o processo.

Na fase de subresfriamento, o fluido refrigerante já totalmente condensado (líquido saturado) é resfriado de mais alguns graus, utilizando-se ou não, para isso, um trocador de calor intermediário.

É no condensador que toda a energia absorvida pelo evaporador, mais o equivalente em calor da energia mecânica (trabalho do compressor) necessária ao funcionamento do sistema, devem ser eliminados.

Com relação a fonte de resfriamento utilizada para o processo de condensação, podemos utilizar normalmente o ar ou a água, o que define os tipos de condensadores utilizados em sistemas de refrigeração.

IV.2.1 - Condensadores a Água: Os principais tipos são:

a) Duplo Tubo (ou Tubo Tubo): o tubo por onde circula a água é montado dentro do tubo de maior diâmetro. O fluido frigorífico, por sua vez, circula em contracorrente no espaço anular formado pelos dois tubos, sendo resfriado ao mesmo tempo pela água e pelo ar que está em contato com a superfície externa do tubo de maior diâmetro. Estes condensadores são normalmente utilizados em unidades de pequena capacidade, são difíceis de limpar e não fornecem espaço suficiente para a separação de gás para líquido.

Figura 19 – Condensador tipo duplo tubo




b) Carcaça e Serpentina (SHELL & COIL): são constituídos por um ou mais tubos, enrolados em forma de serpentina, que são montados dentro de uma carcaça fechada. A água de resfriamento flui por dentro dos tubos, enquanto o refrigerante a ser condensado, escoa pela carcaça. Embora, sejam de fácil fabricação, a limpeza destes condensadores é mais complicada, sendo efetuada por meio de produtos químicos. São usados em unidades de pequena e média capacidade, tipicamente até 15 TR.

Figura 20 – Condensador tipo carcaça e serpentina

c) Carcaça e Tubo (SHELL & TUBE): o tipo carcaça e tubo funciona, de tal forma, que o fluido refrigerante que sai do compressor, condensa no exterior dos tubos, enquanto a água está circulando internamente neles. Os tubos são substituíveis ou limpáveis por ambos os lados do condensador, removendo-se as tampas parafusadas. A água que sai do condensador é bombeada para uma torre de resfriamento, onde perde calor para o ar externo e novamente retorna ao condensador, para novamente voltar a retirar calor do vapor refrigerante, de modo a transformá-lo em líquido. São facilmente limpáveis, fabricados em uma vasta gama de capacidades, sendo amplamente utilizados em pequenos e grandes sistemas de refrigeração.

Figura 21 – Condensador tipo carcaça e tubo




Figura 22 – Detalhe interno de condensador tipo carcaça e tubo

d) Placas: são geralmente constituídos por placas de aço inox de pequena espessura (0,4 a 0,8 mm) ou, em casos especiais, de outro material. As placas são montadas paralelamente umas as outras, com um pequeno afastamento (1,5 a 3,0 mm). A água de resfriamento e o fluido refrigerante circulam entre espaços alternados, formados pelas placas. Estes trocadores de calor são cada vez mais utilizados devido ao seu elevado coeficiente global de transferência de calor, porém seu uso ainda é restrito na refrigeração industrial.

Figura 23 – Condensador do tipo placas

IV.2.2 - Condensadores a Ar:

Os condensadores a ar podem ser por convecção natural ou por convecção forçada. Na linha residencial, a maioria dos refrigeradores utilizam condensadores com circulação natural de ar (convecção natural). Já na linha de refrigeração e climatização comercial, câmaras frigoríficas, centrais de ar condicionado e centrais de água gelada, os condensadores recebem a circulação forçada do ar por meio de um motoventilador (convecção forçada). Esses condensadores utilizam “aletas” que fazem com que o ar retire calor com mais facilidade do fluido refrigerante, que passa




no interior da tubulação, sendo, por isso, denominados “condensadores aletados com convecção forçada de ar”.

Figura 24 – Condensador a ar

IV.2.3 - Condensadores Evaporativos:

Este tipo específico de condensador consiste em uma torre de resfriamento de água pelo sistema de ar forçado, combinada com um condensador formado por uma serpentina de tubo liso. A superfície do condensador é umidificada por meio de orifícios pulverizadores de água, ao mesmo tempo em que sobre estes se dirige a corrente de ar promovida pelo motoventilador. A finalidade é ativar a evaporação da água iniciada no processo de condensação do fluido refrigerante que atua como fonte de calor. Os sistemas de refrigeração industriais são os grandes utilizadores desse tipo de condensador.

Figura 25 – Condensador evaporativo Figura 26 – Vista interna do condensador evaporativo




IV.3 - DISPOSITIVOS DE EXPANSÃO

IV.3.1 - Tubo Capilar:

Os tubos capilares normalmente são aplicados em sistemas de refrigeração de pequeno porte, tais como condicionadores de ar residenciais, refrigeradores domésticos, vitrines para refrigeração comercial, freezers, bebedouros de água, etc.

Possui 02 (duas) finalidades: reduzir a pressão do refrigerante líquido no evaporador, e regular a vazão (quantidade) da mistura líquido/gás que entrará no evaporador.

A redução de pressão deve-se à fricção do gás no interior do capilar. A diferença de pressão desejada pode ser obtida combinando-se os valores do diâmetro interno e comprimento do capilar. Além da pressão, a vazão também será alterada. Note que quanto maior a fricção, maior será a diferença de pressões. Um aumento na fricção pode ser obtido com o aumento no comprimento e/ou diminuição no diâmetro interno do capilar, porém, uma excessiva restrição no capilar ocasionará reduções no fluxo de refrigerante ao evaporador e no rendimento do compressor.

Quando se utiliza o capilar em um sistema de refrigeração, devem ser tomados cuidados adicionais no processamento do sistema. A presença de umidade, resíduos sólidos ou o estrangulamento do componente poderão ocasionar obstrução parcial ou total na passagem do refrigerante através do capilar, prejudicando o desempenho do equipamento. A principal vantagem em sua utilização constitui-se no fato de que, mesmo com a parada do compressor, o refrigerante continua fluindo através do capilar até a equalização das pressões do lado de alta e de baixa, permitindo a utilização de motor com torque normal de partida.

Quando o tubo capilar se encontra perfeitamente especificado em um sistema de refrigeração, teremos o início da fase líquida na entrada do capilar propiciando pressões de sucção e descarga normal, com a garantia do evaporador se encontrar carregado apropriadamente. Quando houver uma especificação inadequada, ocorrendo uma restrição excessiva do capilar, o refrigerante líquido fica em demasia no condensador, acarretando alta pressão de condensação. Por sua vez, o evaporador se encontra numa condição de subcarregado, levando a baixas pressões de sucção.

Figura 27 – Seleção de capilar adequada Figura 28 – Excesso de restrição no capilar




IV.3.2 - Válvulas de Expansão:

É um dispositivo que tem a função de controlador de maneira precisa a quantidade de refrigerante que penetra no evaporador.

Os principais tipos de válvulas de expansão são:

- Válvula Manual;

- Válvula Automática;

- Válvula de Bóia;

- Válvula Elétrica;

- Válvula Eletrônica;

- Válvula Termostática.

As válvulas de expansão manuais são válvulas tipo agulha, acionadas a mão (ver figura 29). A quantidade de refrigerante que passa através do orifício da válvula depende da abertura da válvula que é ajustada manualmente. Sua maior vantagem é a simplicidade e baixo preço e a sua maior desvantagem é a sua inflexibilidade. É utilizada em grandes sistemas, como válvula de “by-pass” (desvio), paralelamente às válvulas automáticas, para assegurar o funcionamento do sistema em caso de falha destas, ou durante consertos.

Figura 29 – Desenho em corte da válvula de expansão manual

As válvulas de expansão automáticas se destinam a manter uma pressão de sucção maior e constante no evaporador, independente das variações de carga de calor (ver figura 30). São válvulas de funcionamento muito preciso. Uma vez bem reguladas mantém praticamente constante a temperatura do evaporador, daí serem utilizadas quando se deseja um controle exato de temperatura.




Figura 30 – Desenho em corte da válvula de expansão automática

Funcionam da seguinte maneira: quando o compressor começa a trabalhar, diminui a pressão do refrigerante no evaporador. Isso faz com que a agulha da válvula se abra, permitindo a entrada de refrigerante no evaporador. Enquanto o compressor está funcionando, a válvula automática mantém uma pressão constante no evaporador. Quando o compressor pára, a pressão do refrigerante no evaporador começa a elevar-se imediatamente. Esse aumento de pressão faz com que a agulha da válvula se feche.

Assim que o compressor deixa de funcionar, é importante que a válvula se feche, para evitar que penetre muito refrigerante líquido no evaporador, pois o mesmo poderia vazar até a linha de sucção. É necessário, portanto, regular a pressão em que a válvula deve se fechar, de acordo com a temperatura em que o compressor se desliga. Isso se faz pelo parafuso de ajuste. Por esse motivo, toda vez que se mudar a regulagem do controle de temperatura, deve-se ajustar a válvula automática.

As válvulas de expansão de bóia são de 02 (dois) tipos: válvula de expansão de bóia do lado de baixa pressão e válvula de expansão de bóia do lado de alta pressão.

A de baixa pressão é um recipiente oco, esférico ou com outro formato, ligado por alavancas e articulações a uma válvula de agulha (ver figura 31). Ela mantém o líquido no evaporador a um nível predeterminado. Quando o refrigerante é evaporado, o nível de líquido se reduz, baixando a bóia. A articulação de ligação abre a válvula, admitindo mais refrigerante. Então, quando o nível de líquido sobe até o ponto necessário, a bóia é erguida, fechando a válvula de agulha. Esse tipo de válvula de expansão oferece um controle muito bom, mantendo o nível adequado de refrigerante, independentemente de variações de carga, períodos sem carga, condições da carga e outras variáveis de operação. Qualquer número de evaporadores pode funcionar em um mesmo sistema, pois cada válvula flui apenas a quantidade de refrigerante necessária para o seu próprio evaporador.

Figura 31 – Desenho em corte da válvula de expansão de bóia do lado de baixa pressão




A de alta pressão (ver figura 32) contém os mesmos elementos da do lado de baixa pressão, todavia a sua diferença com relação ao primeiro é a sua localização, que se faz pelo lado de alta pressão do sistema e no fato de que a válvula é aberta quando o nível de líquido aumenta.

Figura 32 – Desenho em corte da válvula de expansão de bóia do lado de alta pressão

Ela é instalada abaixo do condensador e transfere o refrigerante líquido para o evaporador tão logo ele é condensado, mas não permite a passagem de vapor não condensado. Isto requer que a maior parte da carga de refrigerante no sistema se localize no evaporador.

Como a válvula de bóia do lado de alta pressão normalmente dá passagem a todo o refrigerante líquido que chega a ela, não seria praticável instalar essa bóia em um sistema de evaporador com circuitos múltiplos em paralelo, pois não haveria maneira de assegurar distribuição adequada do refrigerante.

As válvulas de expansão elétricas (ver figura 33) utilizam um termistor para detectar a presença de refrigerante líquido na saída do evaporador. Quando não ocorre a presença de líquido, a temperatura do termistor se eleva, o que reduz sua resistência elétrica, permitindo uma corrente maior pelo aquecedor instalado na válvula. A válvula é assim aberta, permitindo um maior fluxo de refrigerante. Uma das aplicações da válvula de expansão elétrica é em bombas de calor, onde a vazão de refrigerante é invertida quando da mudança de resfriamento para aquecimento. Uma vez que o controle é independente das pressões do refrigerante, a válvula pode operar em qualquer sentido.

Figura 33 – Diagrama de posição da válvula de expansão elétrica

As válvulas de expansão eletrônicas regulam o fluxo de refrigerante por meio de um microprocessador, que controla o superaquecimento por meio de termistor e transdutor. O líquido refrigerante entra a alta pressão pela parte inferior da válvula passando por uma série de orifícios




calibrados, sendo que uma bucha deslizante abre ou fecha os orifícios, modificando a área de passagem. Um motor de passo controla a bucha deslizante (ver figura 34).

Figura 34 – Desenho em corte da válvula de expansão eletrônica

A válvula de expansão termostática (também conhecida por válvula de expansão térmica ou válvula de superaquecimento) é, basicamente, uma válvula de expansão automática com a característica adicional de ter um dispositivo que corrige a quantidade de líquido a ser evaporado na serpentina de modo que esta corresponda à carga no evaporador.

A figura 35 mostra essa válvula recebendo o fluido refrigerante liquefeito no condensador e o enviando, a baixa pressão e temperatura, para o evaporador. Na saída do evaporador encontra-se o bulbo sensor da válvula identificando a temperatura do fluido refrigerante “vapor” que está saindo do evaporador e indo para o compressor.

Figura 35 – Diagrama esquemático de válvula de expansão termostática (VET)




A figura 36 mostra o diagrama esquemático dessa válvula com equalização interna. Quando se retira calor do bulbo sensor remoto (resfriando), a pressão do fluido (gás) que está dentro do tubo diminui. Essa baixa pressão transmite-se através do tubo capilar para o espaço sobre o diafragma. A baixa pressão aplicada faz o diafragma ir para cima e a pressão da mola vence a pressão que está sobre o diafragma. Isto faz mover a haste para dentro da sede da válvula, fechando-a. Assim, a quantidade de calor (temperatura) do bulbo determina a posição da haste, a qual, por sua vez, controla a quantidade de fluido refrigerante que vai para o evaporador. A maioria dessas válvulas possui um ajuste que varia a tensão da mola. Ao se modificar a tensão da mola, varia-se o grau de calor necessário no bulbo sensor remoto para dar posição à haste da válvula. Esse ajuste é conhecido como “superaquecimento”.

Figura 36 – Desenho em corte da VET com equalização interna

Deve-se verificar a posição de instalação do bulbo sensor na linha de sucção: se estiver na vertical, a preocupação será apenas com a isolação térmica deste, mas se a linha de sucção estiver na horizontal, deve-se tomar cuidado de não colocar o bulbo sensor na parte inferior do tubo, ou seja, embaixo do tubo de sucção, pois pode haver vestígios de óleo e isso ocasionará uma pequena isolação térmica entre o fluido refrigerante vapor que passa na linha de sucção e o gás que está no bulbo sensor.

A fim de compensar uma excessiva queda de pressão por meio de um evaporador, a válvula de expansão termostática deve ser do tipo equalizador externo, com o tubo equalizador externo ligado logo após a saída do evaporador, ou seja, ligado na linha de sucção, próximo ao bulbo sensor. A queda de pressão real da saída do evaporador é imposta sob o diafragma (ver figuras 37 e 38). As pressões de operação no diafragma estão agora livres de qualquer efeito da queda de pressão no evaporador e a válvula responderá ao superaquecimento do fluido refrigerante vapor que sai do evaporador. Essa válvula deve ser aplicada o mais próximo possível do evaporador e em situação tal que seja acessível para ajustes e manutenção.




Figura 37 – Diagrama esquemático da VET com equalização externa

Figura 38 – Diagrama da VET com equalização externa

A figura 39 mostra as forças que atuam numa válvula de expansão termostática com equalização externa. Todos os sistemas de refrigeração e climatização de médio e grande porte utilizam válvulas de expansão termostáticas com equalização externa.

Figura 39 – Forças atuantes na VET com equalização externa




IIV.3.3 - Comparação entre Tubo Capilar e Válvula de Expansão Termostática:

Tabela 4 – Comparativo entre tubo capilar e válvula de expansão termostática TUBO CAPILAR (VANTAGENS) V.E.T. (DESVANTAGENS)

- Barato; - Instalação Simples; - Compacto; - Equalização das pressões do sistema na parada do compressor.

- Caro (cerca de 40 vezes em comparação ao capilar); - Instalação mais complexa; - Ocupa espaço maior; - Não equaliza as pressões do sistema na parada do compressor.

TUBO CAPILAR (DESVANTAGENS) V.E.T. (VANTAGENS)

- Restrição à passagem de refrigerante constante; - Não proporciona o melhor rendimento do sistema; - Difícil de determinar dimensões definitivas; - Não recomendado para sistemas de grande porte.

- Varia a restrição de acordo com as reações do sistema; - Proporciona o melhor rendimento do sistema; - Facilidade de seleção de modelo e aplicação; - Necessária em sistemas de grande porte.

IV.4 – EVAPORADORES

É o componente do sistema de refrigeração onde o fluido refrigerante sofre uma mudança de estado, saindo da fase líquida para a fase gasosa. É chamado, às vezes, de serpentina de resfriamento, resfriador da unidade, serpentina de congelamento, congelador, entre outras.

Embora o evaporador seja às vezes um dispositivo muito simples, ele é realmente a parte mais importante do sistema. Qualquer sistema de refrigeração é projetado, instalado e operado com o único fim de retirar calor de alguma substância. Como esse calor tem que ser absorvido pelo evaporador, a eficiência do sistema depende do projeto e da operação adequada do mesmo.

A eficiência do evaporador em um sistema de refrigeração depende de 03 (três) principais requisitos, que devem ser considerados no projeto e seleção do mesmo: (1) ter uma superfície suficiente para absorver a carga de calor necessária, sem uma diferença excessiva de temperatura entre o refrigerante e a substância a resfriar; (2) deve apresentar espaço suficiente para o refrigerante líquido e também espaço adequado para que o vapor do refrigerante se separe do líquido; (3) ter espaço suficiente para a circulação do refrigerante sem queda de pressão excessiva entre a entrada e a saída.

Os evaporadores são classificados de várias formas, sendo as mais comuns:

a) Com relação ao tipo de alimentação do líquido;

b) Com relação a superfície de troca de calor.

Com relação ao primeiro tipo, os evaporadores são divididos em evaporadores “secos” ou “inundados”. O evaporador inundado é disposto com um tanque ou tambor compensador localizado acima da serpentina, de modo que o interior do evaporador permaneça inundado com




refrigerante. Já o tipo seco, possui um dispositivo de controle do refrigerante que admite apenas a quantidade de líquido suficiente para que ele seja totalmente evaporado até atingir a saída da serpentina. Todo o refrigerante sai da serpentina em estado seco, isto é, como vapor seco.

Com relação ao segundo tipo, os evaporadores são classificados em evaporadores de “superfície primária” e de “superfície estendida”. Os de superfície primária são feitos apenas de tubos lisos e os de superfície estendida também são feitos de tubos lisos, alem de possuírem extensões metálicas denominadas aletas, aumentando a superfície de troca térmica.

IV.5 - COMPONENTES AUXILIARES IV.5.1 - Filtro Secador ou Desidratante

Os filtros são os componentes auxiliares mais importantes em qualquer sistema de refrigeração. Eles estão localizados estrategicamente antes do dispositivo de expansão, que é o ponto de menor diâmetro do sistema, e onde pode haver obstrução. Sua finalidade é a retenção das impurezas contidas no interior do sistema e absorver a umidade. Cada filtro possui uma capacidade higroscópica diferente, que se refere à absorção de umidade. Nesses filtros deverá ser obedecida a posição quanto à colocação.

Figura 40 – Filtro secador em corte, mostrando no seu interior os moleculares Sieves

IV.5.2 - Visor de Líquido

São componentes que num sistema de refrigeração, principalmente em máquinas de médio e grande porte, desempenham um importante trabalho: a visualização da passagem do fluido no estado líquido, pela linha de líquido a alta pressão, além de permitir, em alguns casos, a constatação de umidade no sistema. O visor de líquido serve para indicar falta de líquido na válvula de expansão termostática. Bolhas de vapor no visor indicam, por exemplo, falta de carga, sub-resfriamento baixo ou obstrução parcial do filtro secador.

Figura 41 – Visor de líquido




Normalmente, o visor está equipado com um indicador de cor que passa de verde para amarelo quando o teor de umidade do refrigerante excede o valor crítico. A indicação de cor é reversível, isto é, a cor passa novamente de amarelo para verde quando a instalação está seca, por exemplo, renovando o secador de linha. Ao montar o secador da linha de líquido numa posição vertical, é preciso certificar-se de que a entrada ficará em cima e a saída, embaixo. Desta maneira, haverá sempre líquido refrigerante no filtro, de modo que a capacidade de secagem é utilizada da melhor maneira possível.

VI.5.3 - Válvula Solenóide da Linha de Líquido A válvula solenóide é uma válvula eletromagnética servo-comandada. Se a bobina recebe corrente, abre-se o orifício piloto. Esse orifício tem uma seção de passagem superior à do conjunto de todos os orifícios de equalização de pressão. A pressão sobre o diafragma é reduzida por escape, através do orifício piloto para a saída da válvula e o diafragma é levantado pelo aumento da pressão de entrada no lado inferior. Quando a bobina não recebe corrente, o orifício piloto está fechado e o diafragma é empurrado de encontro à sede da válvula, porque a pressão sobe o diafragma, e aumenta os orifícios de equalização de pressão. Este tipo de válvula é geralmente instalado na linha de líquido para retenção de fluido refrigerante, quando estiver desenergizada.

Figura 42 – Válvula solenóide em corte

IV.5.4 - Válvula de Serviço

Estas válvulas são utilizadas para executar serviços de medições de pressão, evacuação e carga de fluido refrigerante. A válvula de serviço pode ser aberta e fechada com o uso de uma chave catraca.

De acordo com a figura 43, quando se gira a “haste” da válvula toda para cima, fecha-se a leitura da pressão para o manômetro do conjunto manifold (fechado para serviço). Quando se gira a “haste” da válvula toda para baixo, fecha-se a passagem do fluido refrigerante (fechado para o sistema). Esta posição, mostrada na figura 43, mostra que a abertura da válvula de serviço foi feita conjuntamente com a instalação de um conjunto manifold para verificar a pressão de sucção do motocompressor, ou seja, aberto para serviço e sistema.




Figura 43 – Posicionamento da válvula de serviço

IV.5.5 - Válvula do tipo Schrader

Esta válvula utiliza o princípio das válvulas de ar usadas nas câmaras de pneus de carros, motos ou bicicletas e é semelhante as mesmas. Deve possuir uma tampa para assegurar um funcionamento à prova de vazamento.

Com as válvulas Schrader podem-se verificar as pressões do sistema e recarregá-lo sem alterar o funcionamento do compressor. Para abrir a válvula, é necessário utilizar o lado da mangueira do conjunto manifold que possua um pino central para empurrar o pino da válvula.

IV.5.6 - Válvula de Segurança do Tipo Alívio É utilizada em qualquer vaso de pressão, mas o limite prefixado de pressão não deve ser excedido, pois poderiam ocorrer sérios danos ao sistema, como, por exemplo, uma explosão.

Figura 44 – Válvula de segurança tipo alívio

Nos circuitos frigorígenos, a válvula de segurança deverá ser instalada no tanque de líquido ou no condensador a água.

Nessa válvula é constituída basicamente de um corpo, onde estão alojados um pistão com assento de neoprene, mola e parafuso de regulagem. Atuam, de um lado, a pressão do recipiente onde a válvula está instalada e, do outro, as pressões atmosféricas e de uma mola, cuja tensão é calibrada por meio do parafuso de regulagem, para o valor desejado.




Quando a pressão ultrapassar o limite prefixado no condensador ou tanque de líquido, a válvula abrirá, deixando fluir o fluido refrigerante até a normalização, quando então, voltará a fechar.

IV.5.7 - Acumulador de Sucção O acumulador de sucção exerce as mesmas funções que o acumulador de líquido ou o separador de líquido, ou seja, evitar que o fluido refrigerante líquido que não evaporou no evaporador seja succionado pelo compressor. Veja na Figura 45 que a linha de sucção é separada no interior do acumulador. Os equipamentos que mais utilizam esse tipo de componente são os de refrigeração (freezers, câmaras e balcões frigoríficos), em virtude das temperaturas de evaporação serem muito baixas.

Figura 45 – Acumulador de sucção

IV.5.8 - Separador de Óleo Como mostrado na figura 46, esse separador promove o retorno de óleo para o cárter do compressor. Isso evita que o óleo vá totalmente para o circuito. No interior do separador, há uma bóia que só abre o retorno quando o nível de óleo sobe; deve-se abastecer o separador com óleo antes de instalá-lo. A quantidade de óleo depende da capacidade do sistema, devendo-se consultar o fabricante do equipamento. Equipamentos de climatização (ar condicionado) não utilizam esse tipo de componente (acessório), apenas sistemas de resfriamento ou congelamento, ou seja, sistemas de refrigeração que possuem problemas críticos de retorno de óleo.

Figura 46 – Separador de óleo




IV.5.9 - Tanque de Líquido Como está ilustrado na figura 47, o tanque de líquido localiza-se imediatamente na saída do condensador, por ser um componente auxiliar importante. Caso se deseje realizar uma manutenção em todo o circuito frigorígeno, o tanque de líquido tem capacidade de armazenar todo o fluido refrigerante do circuito; além disso, se houver uma deficiência momentânea de condensação, o tanque de líquido manterá a linha de líquido totalmente preenchida de fluido refrigerante no estado líquido.

Figura 47 – Tanque de líquido

IV.5.10 - Termostato Os termostatos eletrônicos ou termomecânicos têm a função de manter uma temperatura ambiente média preestabelecida, seja para refrigeração ou climatização.

Quando a temperatura no “bulbo sensor” atinge o valor mínimo, o termostato abre seus contatos elétricos desligando, assim, o contato do comando do motor elétrico do compressor. Em alguns equipamentos de refrigeração (câmaras frigoríficas), o termostato não desliga diretamente o motor do compressor, e sim, a válvula solenóide da linha de líquido, ocorrendo recolhimento do fluido refrigerante e redução da pressão de sucção. Com essa redução, o motor do compressor será desligado pelo pressostato de baixa. Havendo qualquer obstrução na linha de líquido, que é a linha que liga a saída do condensador ao dispositivo de expansão, ocorrerá “desarme por baixa”. Um termostato termomecânico basicamente funciona em virtude da ação da pressão do gás que pressiona o diafragma (fole). A pressão do gás do bulbo sensor se eleva quando a temperatura do ar ambiente no bulbo sensor aumenta e, então, o contato móvel 1 (figura 48) encosta no contato fixo 2 e o contato móvel é movimentado pelo diafragma. A pressão do gás do bulbo sensor decresce quando a temperatura do ar ambiente no bulbo sensor também diminui e, então, o contato móvel 1 se afasta do contato fixo 2 , abrindo os contatos.




Figura 48 – Diagrama esquemático de termostato termomecânico

IV.5.11 - Pressostato Eletromecânico

É um dispositivo de proteção. O pressostato de baixa é utilizado também como controle. Se a pressão de sucção do compressor cair e atingir o limite mínimo permitido, o pressostato de baixa desliga o motor elétrico do compressor. Se a pressão de descarga do compressor subir e atingir o limite máximo permitido, o pressostato de alta desliga o motor elétrico do compressor. Há disponível no mercado o pressostato de alta e baixa (PAB) conjugado e regulável, mas podem vir separados, sendo reguláveis ou não reguláveis.

Figura 49 – Pressostato eletromecânico

Os pressostatos não reguláveis são chamados de pré-calibrados ou miniaturizados. Os ajustes de desarme e rearme são efetuados pelo fabricante do equipamento, não possibilitando ajustes durante a manutenção. No caso de defeito desse tipo de pressostato, podem-se adaptar os reguláveis.




V – FLUIDOS REFRIGERANTES

V.1 - Introdução

Um refrigerante é qualquer corpo ou substância que age como um agente refrigerante (agente térmico), pela absorção de calor de outro corpo ou substância. Considerando um ciclo de compressão mecânica de vapor, o refrigerante é o fluido de trabalho do ciclo, que, alternadamente, vaporiza e condensa quando absorve e cede calor, respectivamente. Para ser adequado para o uso como um refrigerante no ciclo de compressão por vapor, um fluido deve possuir certas propriedades químicas, físicas e termodinâmicas que o tornem tanto seguro, como econômico para o uso.

São considerados refrigerantes primários, aqueles usados em sistemas de compressão de vapor e refrigerantes secundários aqueles líquidos usados para transportar energia térmica à baixa temperatura de um local para outro. Os refrigerantes secundários são aqueles conhecidos como os anticongelantes e as salmouras.

Independentemente da classificação recebida, para ser utilizado como refrigerante, o fluido deve ser quimicamente inerte sob o ponto de vista de não ser inflamável; não ser explosivo e nem tóxico, tanto no estado puro, como quando misturado, em qualquer proporção com o ar; não deve reagir com o óleo lubrificante ou com algum material utilizado na construção do equipamento de refrigeração, nem com a umidade do ar. É desejável que o fluido seja de uma natureza tal, que não possa contaminar, sob hipótese alguma, gêneros alimentícios ou outros produtos armazenados, caso venha a acontecer algum vazamento no sistema.

Em épocas próximas de 1930, quando a utilização e as aplicações da refrigeração mecânica eram bastante limitadas, os únicos refrigerantes primários utilizados eram a amônia (NH3) e o dióxido de carbono (CO2). Com o desenvolvimento de pequenas unidades automáticas domésticas e comerciais, passaram a ser utilizados como refrigerantes o dióxido de enxofre, o cloreto de metila e o cloreto de metileno, este último desenvolvido para uso em compressores centrífugos. O cloreto de metileno e o dióxido de carbono foram largamente usados em aplicações de condicionamento de ar, devido suas propriedades seguras. Com o passar do tempo, esses refrigerantes caíram em desuso, com exceção da amônia. Após 1930, veio então a geração dos fluidos refrigerantes clorofluorcarbonados, também conhecidos por CFC’s, os quais permaneceram em uso até a atualidade, juntamente com a amônia, sendo este último mantido, devido suas excelentes propriedades térmicas, com utilização em instalações industriais tais como fábricas de gelo e pistas de patinação.

Até 1986, os compostos químicos denominados hidrocarbonetos halogenados, ou simplesmente halocarbonos, eram praticamente os únicos usados nos sistema de refrigeração por compressão mecânica de vapor, por possuírem características de não-inflamabilidade e por serem atóxicos. Os fluidos refrigerantes halocarbonos podem ser classificados em:

a) Cloro-flúor-carbono (CFC)

São derivados de hidrocarbonetos obtidos pela substituição dos átomos de hidrogênio por átomos de cloro e de flúor, tais como o CFC−11, CFC−12, CFC−113, CFC−114 e CFC−115. O tempo de vida dos CFC's na atmosfera varia de 60 a 540 anos, causando a depleção do ozônio. A maioria dos CFC's tem índice de potencial de depleção da camada de ozônio (ODP = Ozone




Depletion Potential) entre 0,6 e 1. Os CFC's deixaram de ser fabricados pelos países industrializados em janeiro de 1996, e com algumas exceções, pelos países em desenvolvimento.

b) Halogenos (BFC's)

São compostos por átomos de carbono, bromo e flúor, tais como BFC−13B1 e BFC−12B1. Apresentam os mais altos índices de potencial de depleção da camada de ozônio, cerca de 10. Tais como os CFC's, deixaram de ser fabricados em 1996.

c) Hidro-cloro-flúor-carbono (HCFC)

Compostos de átomos de carbono, hidrogênio, cloro e flúor, porém não são totalmente halogenados, como os CFC's. Seu tempo de vida na atmosfera varia de 2 a 22 anos e seu ODP varia entre 0,02 e 0,1. Como exemplo destes fluidos refrigerantes tem-se o HCFC−22, HCFC−123 e HCFC−124. O HCFC−22 tem sido o refrigerante mais usado em sistemas de condicionamento de ar desde o início dos anos 90. Os HCFC's têm sido usados como fluidos de transição e sua restrição de uso e fabricação iniciou em 2004.

d) Hidro-flúor-carbono (HFC)

São compostos por átomos de carbono, hidrogênio e flúor. Não causam a depleção da camada de ozônio porque não contêm átomos de cloro em sua composição. Dentre estes tipos de fluidos pode-se citar: HFC−134a, HFC−125 e HFC−143a. Existe uma tendência para que os fluidos HFC's venham a se tornar os mais usados em sistemas de condicionamento de ar, nas próximas décadas.

e) Misturas azeotrópicas

Nas misturas azeotrópicas, seus componentes não podem ser separados por destilação. A mistura evapora e condensa como se fosse uma única substância. Suas propriedades são totalmente diferentes das de seus componentes. Dentre esses tipos de fluidos pode-se citar o CFC/HFC−500, HCFC/CFC−501 e HCFC/CFC−502. A título de ilustração, tem-se que o HCFC/CFC−501 é a mistura de 75% de HCFC−22 com 25% de CFC−12, em base de massa. Misturas azeotrópicas que causam depleção da camada de ozônio deixaram de ser fabricadas em 1996 nos países desenvolvidos.

f) Misturas zeotrópicas

Nas misturas zeotrópicas, seus componentes são separados por destilação. Logo, a mistura evapora e condensa em temperaturas diferentes. Atualmente, são os refrigerantes mais promissores na realização de retrofit. Como exemplos, têm-se: R-400, R-401a/b/c, R-407a/b/c.

V.2 - Fluidos Refrigerantes Halogenados CFC’s e HCFC’s

Com relação aos fluidos refrigerantes halogenados, destacam-se os fluidos clorofluorcarbonos (CFC’s) e os fluidos hidroclorofluorcarbonos (HCFC’s), os quais ainda são usados mundialmente. Os CFC’s, surgiram no final da década de 20, quando a General Motors e Ford, disputavam o mercado de automóveis. Ambas as fábricas decidiram que o diferencial em seus automóveis seria a existência de condicionador de ar no interior dos veículos. A General Motors saiu na frente, haja visto já possuir uma divisão que fabricava geladeiras. Após muitos estudos, seus engenheiros concluíram que não seria possível a implantação de tal projeto visto




que os fluidos utilizados na época, que eram amônia e isobutano, tinham o risco de explosão, caso o veículo recebesse algum tipo de choque. Foi quando pesquisas realizadas pelos engenheiros da área de química, que haviam inventado o chumbotetraetila, desenvolveram um produto contendo flúor, carbono e em alguns casos hidrogênio, chamados de clorofluorcarbonos, e que se fixaram no mercado por serem estáveis, mais baratos, atóxicos e não inflamáveis. A partir de então, surgiram também os hidroclorofluorcarbonos (HCFC’s) e mais recentemente os hidrofluorcarbonos (HFC’s), que são compostos químicos derivados de hidrocarbonetos simples (metano, etano), onde os átomos de hidrogênio são parcial ou totalmente substituídos por átomos de elementos halogenados (cloro e flúor).

V.3 - Impactos Ambientais

Toda a vida na Terra depende da existência de uma camada fina de um gás venenoso no alto da atmosfera: a camada de ozônio. O ozônio é uma molécula constituída por três átomos de oxigênio. Ele é um componente extremamente raro na atmosfera da Terra: em cada dez milhões de moléculas de ar, cerca de três são de ozônio. A maioria (90%) é encontrada na camada superior da atmosfera, chamada de estratosfera, entre 10 km e 50 km acima da superfície terrestre. Esta "camada de ozônio" absorve quase toda a radiação ultravioleta nociva (UV-B) que emana do sol. Desta maneira, a camada protege plantas e animais do raio UV-B, que em doses elevadas, pode ser particularmente danoso para a vida natural. A absorção do UV-B pela camada de ozônio também cria uma fonte de calor, desempenhando um papel fundamental na estrutura de temperatura do planeta.

Qualquer dano à camada de ozônio permite então que mais radiação UV-B atinja a superfície da Terra. Em 1974, os cientistas Mario Molina e Sherwood Rowland publicaram um artigo onde comentavam sobre a relação e os riscos dos CFC’s à camada de ozônio. Ao longo dos anos 70 e 80, os cientistas começaram a suspeitar, e então, a detectar, um crescente afinamento da camada de ozônio. Isto foi acompanhado de aumentos nas taxas de UV-B que atingia a superfície. Em 1994, os níveis de UV-B estavam cerca de 8-10% mais elevados do que 15 anos antes em 45°N e S (a latitude de Ottawa e Veneza no hemisfério norte e de Dunedin no hemisfério sul), com maiores níveis em direção aos pólos, particularmente no hemisfério sul.

Qualquer aumento da quantidade de UV-B que atinge a superfície da Terra tem efeitos potencialmente nocivos à saúde humana, aos animais, plantas, microorganismos, materiais e à qualidade do ar. Nos seres humanos, a exposição ao UV-B a longo prazo, está associada ao risco de dano à visão com a incidência de cataratas; além de causar supressão do sistema imunológico, gerando um problema potencialmente grave em áreas onde doenças infecciosas são comuns. Em populações de pele clara, exposição elevada a UV-B é o fator de risco principal no desenvolvimento do câncer de pele. Experimentos sugerem que os casos aumentam em 2% para cada 1% de redução do ozônio estratosférico. Entretanto, a exposição moderada, que ajuda a formar vitamina D na pele, é benéfica. Animais estão sujeitos a efeitos semelhantes com o aumento do UV-B. A vida marinha é particularmente vulnerável ao UV-B, razão para certa preocupação, uma vez que, mais de 30% da proteína animal para consumo humano do mundo, vem do mar. O UV-B prejudica os estágios iniciais do desenvolvimento de peixes, camarão, caranguejo e outras formas de vida aquáticas e reduz a produtividade do fitoplâncton, base da cadeia alimentar aquática. O crescimento vegetal pode também ser diretamente reduzido pela radiação UV-B, prejudicando a produtividade e a qualidade das colheitas e danificando florestas.




Reduções na produtividade dos ecossistemas marinhos e terrestres poderiam por sua vez reduzir o consumo de CO2, contribuindo assim para o aquecimento global. Materiais sintéticos, tais como plástico e borracha, e materiais naturalmente ocorrentes tais como madeira, são afetados pelo UV-B: o dano causado varia desde a descoloração até a perda de resistência mecânica. Aumentos no UV-B podem limitar a durabilidade destes materiais e exigir processos de produção mais caros.

Em 1985, houve a publicação das descobertas dos membros da British Antartic Survey, liderados pelo Dr. Joe Farman, cujo artigo afirmava pela primeira vez a existência do “buraco de ozônio”, revelando a existência de declínios dramáticos nas concentrações de ozônio sobre a Antártica na primavera. Este fato acelerou o processo para que em 16 de setembro de 1987, 46 países assinassem o Protocolo de Montreal sobre substâncias que destroem a camada de ozônio.

O Protocolo de Montreal é um acordo internacional que exigiu a redução progressiva, até a total eliminação da produção e uso de substâncias que afetam a camada de ozônio, entre elas os CFC’s e os HCFC’s, ficando excluídos os HFC’s que, por não apresentarem átomos de cloro na molécula, não agridem a camada de ozônio. O Protocolo entrou em vigor em 01 de janeiro de 1989 e sofreu três conjuntos de ajustes para melhorar as medidas de controle e inclusão de novos produtos: em 1990 (Londres), 1992 (Copenhagen) e em 1995 (Viena). Em função disto, no final de 1995, dentre as substâncias destruidoras do ozônio (ODS), os CFC’s 12 e 502 foram totalmente eliminados nos países desenvolvidos. Os países em desenvolvimento teriam prazo até 2005 para a sua eliminação. As categorias remanescentes estão com sua eliminação total prevista para 2.010 (brometo de metila) e 2.030 (HCFC’s).

Para que fosse feita uma comparação da influência relativa sobre a camada de ozônio, dos vários fluidos refrigerantes, foi criado o índice ODP (Ozone Depletion Potential), o qual relaciona a taxa de depleção do ozônio, de 1 kg de qualquer refrigerante, com aquela obtida para o CFC-11. Foi atribuído o valor 1 (um) ao ODP do CFC-11. Também foi criado o índice GWP (Global

Warming Potential), usado para comparar os efeitos dos CFC's, HCFC's e HFC's sobre o aquecimento global com base nos efeitos do CFC-11. A Tabela 5 mostra os valores de ODP e GWP de cada um dos fluidos refrigerantes.

Tabela 5 – Valores de ODP e GWP para refrigerantes halogenados

Refrigerante ODP GWP

CFC-11 1,0 1,00

CFC-12 1,0 3,10

CFC-13B1 10,0 −

CFC-113 0,8 4,95

CFC-114 1,0 10,60

CFC-115 0,6 −

CFC/HCFC-500 0,74 −

CFC/HCFC-502 0,33 3,7

HCFC-22 0,05 0,34




HCFC-123 0,02 0,02

HCFC-124 0,02 −

HCFC-142B 0,06 −

HFC-125 0 0,84

HFC-134a 0 0,26

HFC-152A 0 0,03

HFC-401A 0,03 0,32

HFC-402A 0,02 0,52

HFC-403A - -

HFC-404A 0 0,94

HFC-407C 0 0,38

HFC-409A 0,05 0,3

HFC-410A 0 0,45

V.4 - Refrigerantes Alternativos

Tendo em vista as exigências do Protocolo de Montreal, as indústrias passaram a concentrar suas pesquisas no desenvolvimento de fluidos refrigerantes alternativos aos CFC’s 11, 12 e 502. Na busca por substâncias puras para a substituição dos CFC’s 11 e 12, foram desenvolvidos o HCFC-123 e o HFC-134a, respectivamente. No entanto, o HFC-134a não se mostrou adequado para a substituição do CFC-12 em equipamentos de concepção mais antiga, que já estavam em uso pelos consumidores finais. Pesquisas foram redirecionadas para a utilização de misturas de fluidos refrigerantes, visto que essa idéia não é nova, pois o CFC/HCFC-502 é uma mistura. Entretanto, a maioria das misturas apresenta uma desvantagem, que é a da temperatura durante o processo de mudança de fase (condensação e evaporação), não ser constante como a temperatura de uma substância pura. Além disso, existe uma variação da composição das fases líquida e gasosa da mistura durante o processo. As misturas com estas características são chamadas de misturas zeotrópicas, ou não azeotrópicas, conforme citado anteriormente no item V.1 e) e f). Existem misturas que possuem uma composição na qual a mistura se comporta como se fosse uma substância pura. Neste caso, são chamadas de misturas azeotrópicas e como exemplo tem-se o CFC/HCFC-502. A Tabela 6 apresenta alguns fluidos refrigerantes alternativos, com suas respectivas aplicações e características:

Tabela 6 – Aplicações e características de fluidos alternativos REFRIGERANTE APLICAÇÕES

CARACTERÍSTICAS HCFC-123 Em centrífugas de baixa

pressão, tanto em equipamentos novos como para retrofit do CFC-11.

Não deve ser usado em outra aplicação que não seja fluido refrigerante. Alta eficiência energética em equipamentos novos. Não inflamável

HCFC-124 Retrofit do CFC-114, para ambientes com alta

Capacidade de resfriamento 80% superior ao CFC-114. Necessário




temperatura de condensação.

avaliar detalhadamente o sistema. Não inflamável.

HFC-134a Em equipamento novos e para retrofit do CFC-12 em aplicações de média temperatura, tais como refrigeradores, freezers, centrífugas e ar condicionado automotivo.

Não inflamável. ODP = 0 (não danifica a camada de ozônio). Usado com óleo lubrificante sintético em ar condicionado automotivo. Pressão de sucção similar ao CFC-12. Menor temperatura de descarga.

HCFC-401a (mistura)

Retrofit do CFC-12 em refrigeração comercial e doméstica para temperaturas de evaporação acima de − 23 oC.

Pode trabalhar com óleo mineral. Redução do consumo de energia e aumento de 10% na capacidade de refrigeração. Redução da quantidade de fluido utilizada em relação ao CFC-12 (cerca de 85% da carga original).

HCFC-401b (mistura)

Retrofit do CFC-12 e CFC/HCFC-500 para baixa temperatura e alta capacidade, com temperatura de evaporação abaixo de − 23 oC.

Pode trabalhar com óleo mineral. Redução do consumo de energia e aumento de 15% na capacidade de refrigeração. Redução da quantidade de fluido utilizada em relação ao CFC-12 (cerca de 85% da carga original).

HCFC-402a (mistura)

Retrofit do CFC/HCFC-502 em refrigeração comercial de baixa e média temperatura.

Pode trabalhar com óleo mineral. Pressão de sucção e temperatura de descarga similares ao CFC/HCFC-502. Aumento de 10% em média na capacidade de refrigeração.

HCFC-402b (mistura)

Retrofit do CFC/HCFC-502 em máquinas de gelo e condicionadores de gabinete (self-contained).

Pode trabalhar com óleo mineral. Pressão de sucção similar a do CFC/HCFC-502, porém com temperatura de descarga superior. Aumento de 5% em média na capacidade de refrigeração.

HFC-404a (mistura)

Novos equipamentos e retrofit do CFC/HCFC-502 em refrigeração comercial.

Utiliza óleo lubrificante sintético. Menor temperatura de descarga em comparação ao CFC/HCFC-502. Pressão de sucção e capacidade de refrigeração similares ao CFC/HCFC-502.

HFC-407c (mistura)

Novos equipamentos e retrofit do HCFC-22 em ar condicionado e bombas de calor.

Utiliza óleo lubrificante sintético. Mesma capacidade de refrigeração do HCFC-22.

HFC-410a (mistura)

Somente em equipamentos novos.

Novos equipamentos desenvolvidos para este




refrigerante possuem capacidade de refrigeração 60% superior aos que utilizam HCFC-22. Menor temperatura de descarga com relação ao HCFC-22.

HCFC-409a (mistura)

Retrofit do CFC-12 em refrigeração comercial e doméstica.

Pode trabalhar com óleo mineral. Redução do consumo de energia e aumento da capacidade de refrigeração. Redução na quantidade de fluido refrigerante utilizada em relação ao CFC-12 (cerca de 85% da carga original).

HCFC-408a (mistura)

Retrofit do CFC/HCFC-502 para refrigeração comercial.

Pode trabalhar com óleo mineral. Mesma capacidade de refrigeração do CFC/HCFC-502. Temperatura de descarga superior ao CFC/HCFC-502. Redução na quantidade de fluido refrigerante utilizada em relação ao CFC-12 (cerca de 85% da carga original).

HFC-507 (mistura azeotrópica)

Novos equipamentos e retrofit do CFC/HCFC-502 em refrigeração comercial.

Trabalha na mesma faixa de temperatura que o CFC/HCFC-502, com rendimento similar porém com maior capacidade de refrigeração.

HFC-508b (mistura azeotrópica)

Novos equipamentos e retrofit do CFC-13 para temperaturas extremamente baixas (− 80oC no evaporador) de sistemas em cascata.

Menor temperatura na descarga do compressor. Capacidade de refrigeração 30% maior se comparada ao CFC-13.

R-717 (Amônia) Refrigeração industrial e comercial.

Inflamável. Incompatibilidade com o cobre. Baixo limite de exposição (alto grau de toxicidade).

R-290 (Propano) Refrigeração comercial para baixas temperaturas.

Inflamável.

R-600a (Isobutano)

Refrigeração comercial e doméstica.

Inflamável.

O HFC-134a foi selecionado como alternativo ao CFC-12 para equipamentos de projetos

mais novos, já sendo encontrado no mercado nacional, refrigeradores e freezers utilizando-o. O mesmo possui como vantagens as propriedades termofísicas próximas as do CFC-12, sendo os desempenhos dos ciclos para ambos bem próximos e a não inflamabilidade. No entanto, houve necessidades de mudanças nas dimensões do compressor e dispositivo de expansão, não sendo adequado o retrofit em equipamentos já existentes. Neste caso, aconselha-se a utilização de misturas não azeotrópicas, como por exemplo: o HCFC-401a (53% em massa de HCFC-22, 13%




de HFC-152a e 34% de HCFC-124), o HCFC-409a (60% de HCFC-22, 25% de HCFC-124 e 15% de HCFC-142b) ou uma mistura contendo 50% em massa do hidrocarboneto HC-290 (propano) e 50% do HC-600a (isobutano).

Para o HCFC-502, os refrigerantes alternativos são as misturas HFC-507 e o HFC-404a (44% de HFC-125, 52 % de HFC-143 e 4% de HFC-134a) para novos equipamentos e retrofit. Para aplicações onde a baixa temperatura e descarga ou a eficiência energética forem críticas, o fabricante recomenda respectivamente o uso do HCFC-402a e do HCFC-402b.

Existem três alternativas possíveis para o HCFC-22: o HFC-134a, que é uma substância pura, usada no caso de novos equipamentos onde possam ser utilizadas baixas pressões de condensação e evaporação, que é uma característica de países com clima quente como o Brasil; o HFC-410a, que é uma mistura quase azeotrópica, por possuir uma variação de temperatura muito pequena, composta de 50% de HFC-32 e 50% de HFC-125, utilizada em novos equipamentos, haja vista apresentar pressões de condensação e evaporação cerca de 60% maior que as pressões do HCFC-22 para as mesmas temperaturas; e o HFC-407c, que é uma mistura não azeotrópica, formada de 23% de HFC-32, 25% de HFC-125 e 52% de HFC-134a, indicada para equipamentos novos e para retrofit, por apresentar pressões de trabalho próximas às do HCFC-22.

V.5 - Seleção dos Fluidos Refrigerantes

Na seleção dos fluidos refrigerantes, a influência na preservação da camada de ozônio e a interferência na redução do aquecimento global, são questões prioritárias que devem ser levadas em consideração. Entretanto, existem outros fatores relevantes que devem ser observados, tais como: segurança, deslocamento volumétrico do compressor por unidade de capacidade de refrigeração, coeficiente de desempenho do ciclo de refrigeração, propriedades físicas e características operacionais, que são apresentados a seguir:

a) Segurança

As fugas ou vazamentos de fluidos refrigerantes podem ocorrer em juntas de tubulações, selos de vedação ou outras partes do sistema, durante a sua instalação ou operação, ou ainda por acidente. Deste modo, devem apresentar níveis de segurança aceitáveis para os seres humanos e processos de fabricação, com pouca ou nenhuma toxicidade e inflamabilidade.

De acordo com a norma ANSI/ASHRAE 34−1992, a toxicidade dos fluidos refrigerantes é classificada em Classes A ou B. Na Classe A estão os de menor toxicidade e menos perigosos, ou seja, não apresentam toxicidade quando sua concentração é menor ou igual a 400 ppm (partes por milhão), em massa. Os fluidos refrigerantes Classe B são os mais perigosos e apresentam evidências de toxicidade em concentração igual ou menor a 400 ppm. Como exemplos de fluidos refrigerantes pertencentes à Classe A, tem-se: HCFC-22, HFC-134a, CFC-11, CFC-12 e R-718 (água), e pertencentes à Classe B, podem ser citados HCFC-123 e R-717 (amônia). O R−717 (amônia) misturado com o ar em concentrações entre 16 e 25% em volume, é altamente explosivo, apesar de se enquadrar no grupo de baixa inflamabilidade.

b) Deslocamento volumétrico do compressor por kW de capacidade de refrigeração

O deslocamento do compressor, para produzir um kW de capacidade de refrigeração, expressa a relação entre a vazão volumétrica ideal de refrigerante e a capacidade de refrigeração




que o compressor pode desenvolver. No caso dos compressores de deslocamento positivo, o deslocamento do compressor determina o seu tamanho e isto é usado como um critério para seleção do refrigerante.

O deslocamento do compressor depende principalmente da entalpia de vaporização do refrigerante e de seu volume específico na pressão de sucção: o primeiro deve ser grande e o segundo pequeno, para que o compressor seja o menor possível.

Os sistemas de refrigeração que antes usavam o CFC−12, agora usam o HFC−134a. As implicações dessa substituição podem então ser observadas. O efeito refrigerante do HFC−134a é 29,3 % maior, porém seu volume específico na sucção também é 33,9 % maior, resultando num deslocamento do compressor 3,6 % maior. Como os outros parâmetros mostrados são praticamente da mesma ordem de grandeza essa substituição ocorrerá sem nenhum problema de ordem termodinâmica.

c) Coeficiente de performance ou desempenho (COP)

O COP relaciona o efeito refrigerante e o trabalho de compressão isentrópico do ciclo para valores determinados de temperaturas de evaporação e de condensação. Geralmente, nos compressores de deslocamento positivo abertos, o denominador do COP é a potência de eixo; já nos herméticos e semi-herméticos é a potência elétrica consumida. Obviamente, o COP baseado na potência de eixo ou na potência elétrica é menor do que o COP baseado na potência de compressão isoentrópica. O objetivo é de que o sistema possua valores de COP maiores, pois se gasta menos para produzir a mesma quantidade de refrigeração.

d) Propriedades termofísicas

As propriedades físicas mais importantes são as pressões de evaporação e de condensação, a temperatura de descarga, as propriedades dielétricas e a condutibilidade térmica. Algumas propriedades termofísicas são de importância fundamental para o desempenho e segurança operacional dos sistemas de refrigeração:

• Pressão de evaporação e de condensação – É melhor usar um refrigerante no qual a pressão de evaporação seja maior do que a pressão atmosférica, para impedir que o vapor d'água e outros gases não condensáveis presentes no ar penetrem no sistema, causando problemas de solidificação e formação de ácidos, devido à presença de umidade e aumentando a pressão de condensação devido aos gases não condensáveis.

A pressão de condensação deve ser a mais baixa possível, visto que pressões elevadas implicam em construções mais robustas (pesadas) do compressor, tubulações de descarga e de líquido, condensador e outros componentes. Além disso, podem exigir um compressor centrífugo de alta rotação para obtê-las.

•••• Temperatura de descarga – É preferível um refrigerante que apresente temperaturas na descarga do compressor abaixo de 100oC. Temperaturas acima de 150oC podem carbonizar o óleo lubrificante e danificar suas válvulas de descarga. A amônia apresenta a mais alta temperatura de descarga entre os refrigerantes mais usados.

•••• Propriedades dielétricas – São importantes naqueles refrigerantes que entram em contato direto com os motores elétricos, tais como acontece nos compressores herméticos e semi-




herméticos. A constante dielétrica da maioria dos CFC's é da mesma ordem de grandeza que o ar. Valores dessas propriedades podem ser encontrados em ASHRAE, 1997, para as fases de líquido e vapor.

•••• Condutibilidade térmica – A condutibilidade térmica do refrigerante está intimamente relacionada com a eficiência de transferência de calor no evaporador e no condensador do ciclo de refrigeração. A condutibilidade do vapor é sempre menor que a do líquido. Condutibilidade térmica elevada significa também maior transferência de calor nos trocadores de calor.

e) Características operacionais

As principais características operacionais são: a inércia química (efeitos sobre os materiais de construção), a miscibilidade com o óleo lubrificante e a detecção de fugas.

•••• Inércia química – Um refrigerante inerte não reage com outros materiais (metais, elastômeros e plásticos), o que evita corrosão, erosão ou danos aos componentes do circuito de refrigeração. Em condições normais de uso, os halogenados são compatíveis com todos os metais exceto com magnésio, zinco e ligas de alumínio contendo 2% de magnésio, especialmente na presença de água. A amônia, na presença de água, corrói o cobre e suas ligas. Quando há contaminação por água em sistemas usando dióxido de enxofre, forma-se um ácido que ataca rapidamente o aço e mais lentamente outros metais.

•••• Miscibilidade com o óleo lubrificante – Quando pequenas quantidades de óleo misturam−se ao refrigerante, essa mistura ajuda a lubrificar os pistões, as válvulas de descarga e outras partes móveis do compressor. Esse óleo deve retornar ao compressor, vindo do condensador, do evaporador e das tubulações de refrigerante, proporcionando sua lubrificação contínua. Por outro lado, o refrigerante pode diluir o óleo reduzindo seu efeito lubrificante, e quando esse óleo adere aos tubos no condensador e no evaporador forma películas que reduzem as taxas de transferência de calor.

O HCFC−22 é parcialmente miscível, o HFC−134a é fortemente miscível e o R−717 (amônia) é imiscível com o lubrificante. As medidas para garantir o retorno de óleo ao compressor devem ser tomadas durante o projeto do sistema de refrigeração, pois uma lubrificação inadequada pode causar desgaste prematuro e quebras de suas partes móveis. Quando da substituição de CFC−12 pelo HFC−134a, deve-se usar um lubrificante sintético compatível.

•••• Detecção de fugas – As fugas de refrigerante devem ser facilmente detectadas, caso contrário, ocorrerá uma redução gradual da capacidade de refrigeração atingindo uma eventual parada do sistema, assim como contribuem para a depleção da camada de ozônio.

A maioria dos CFC's, HCFC's e HFC's são incolores e inodoros. Desse modo, as fugas podem ser detectadas de três formas:

1) Lamparina Halide: Este método é simples e rápido. Quando o ar escoa sobre um elemento de cobre aquecido por uma chama de álcool metílico (de cor azulada), os vapores de CFC se decompõem e mudam a coloração da chama para verde (em pequenas fugas) ou para azul-avermelhada (em grandes fugas);

2) Detector eletrônico: Este tipo de equipamento mostra a variação de uma corrente elétrica devido à ionização do refrigerante decomposto entre dois eletrodos com cargas opostas. É




muito sensível, mas não pode ser usado onde o ar ambiente contém vapores inflamáveis ou explosivos.

3) Detecção por bolhas: Uma solução de sabão ou detergente é passada sobre os pontos suspeitos, e caso haja vazamento observa-se a formação de bolhas.

Os vazamentos de amônia são rapidamente identificados por seu odor característico mesmo em pequenas fugas. Pode-se usar também um papel indicador que muda de cor na presença de gases de amônia.

VI - COMPONENTES ELÉTRICOS UTILIZADOS EM REFRIGERADORES E CONDICIONADORES DE AR DE JANELA (ACJ)

Os componentes elétricos são desenvolvidos e testados em laboratórios de fabricantes

especializados, sendo específicos para cada modelo de compressor e de acordo com sua aplicação. Logo, quando um sistema de refrigeração não está operando adequadamente, deve-se determinar a causa do mau funcionamento antes de realizar qualquer manutenção. Todo o sistema de refrigeração deve ser checado para detectar vazamentos, entupimentos, umidade, carga adequada de gás, atuação dos componentes elétricos, etc. Porém, se depois de todos estes itens checados, o compressor não parte, ou parte e desliga depois de pouco tempo de funcionamento, o problema poderá estar no compressor, ou nos seus componentes elétricos.

Estima-se que entre 60% a 80% de problemas usuais que ocorrem em sistemas de refrigeração residenciais, sejam causados por falhas em componentes elétricos, e não mecânicos. Os principais componentes elétricos existentes em um sistema de refrigeração residencial são:

a) Motocompressor;

b) Protetor Térmico;

c) Relé de Partida;

d) Capacitor de Fase;

e) Termostato;

f) Motoventilador;

g) Chicote de Alimentação

h) Chave Seletora

VI.1 - Descrição dos componentes elétricos

a) Motocompressor

É o componente que transforma a energia elétrica em movimento mecânico rotativo. É composto por um rotor e um estator, fixados diretamente em um eixo, cujo prolongamento é o virabrequim do compressor. No estator, existem duas bobinas de fio de cobre esmaltado denominadas de bobina de marcha (RUN) e bobina de partida (START). A bobina de marcha é responsável pelo funcionamento contínuo do motor e é considerada a bobina principal do motor.




Figura 50 – Estator e rotor de motocompressor

A bobina de partida atua por alguns instantes durante a partida do motor e é responsável pela determinação do sentido de rotação e pelo torque de partida necessário para o rotor começar a girar. As conexões elétricas do motor são feitas através de três terminais fixos na carcaça do compressor identificados conforme segue:

Tabela 7 - Disposição dos Terminais (Compressores Tecumseh)

AE AK AZ/TP/TH/TW RK/RG

C - Terminal comum às duas bobinas

S - Terminal da bobina de partida

R - Terminal da bobina de marcha




b) Protetor Térmico

Este componente é ligado em série com o circuito que alimenta o motor. Fica encostado na carcaça do compressor e atua abrindo o circuito e desligando o compressor rapidamente, caso ocorra qualquer aumento anormal de temperatura, ou de corrente, ocasionado por problemas mecânicos, elétricos ou por aplicação inadequada. Um disco bimetálico dentro do protetor, sensível a excesso de temperatura e/ou corrente, flexiona, quando ocorrem os aumentos anteriormente descritos, afastando seus contatos, abrindo o circuito. Alguns protetores possuem uma resistência em série com o disco que, com o seu aquecimento, auxilia a abertura dos contatos em situações de aumento excessivo da corrente elétrica.

Figura 51 – Vistas frontal e posterior de um protetor térmico

c) Relé de Partida

O relé de partida do compressor hermético é um dispositivo que energiza a bobina de partida do motor e desconecta esta bobina após o motor ter alcançado a rotação normal de funcionamento. Entre os mais usados em refrigeração doméstica têm-se o relé amperimétrico e o relé PTC. Ar condicionado de janela (ACJ’s) não utilizam relés de partida.

c.1) Relé Amperimétrico

Possui os contatos normalmente abertos. Quando o motor do compressor é energizado, a corrente que passa pela bobina do relé cria um campo magnético que atrai a armadura para cima proporcionando o fechamento dos contatos e energizando a bobina de partida do motor. Quando o motor do compressor alcança a rotação de marcha, a corrente diminui até o ponto em que o campo magnético não tem força para manter a armadura para cima. Dessa forma a armadura desce pela força da gravidade abrindo os contatos e consequentemente desconectando a bobina de partida do motor. Para o funcionamento correto do relé, deve-se montá-lo na posição vertical e com a bobina para baixo para que os contatos permaneçam abertos enquanto a bobina do relé estiver desenergizada.




Figura 52 – Vistas de um relé amperimétrico

Figura 53 – Esquema de montagem do relé amperimétrico, com bobina voltada para baixo

c.2) Relé PTC

O relê PTC é formado por uma pastilha de material cerâmico. Este material possui a propriedade de aumentar a resistência elétrica, quando aquecido pela corrente que passa através dele. Durante a partida do motor, o PTC está frio, e com uma resistência elétrica baixa, consequentemente, conduz corrente através da bobina de partida, fazendo o motor girar. Esta corrente vai aquecê-lo fazendo com que a resistência aumente e a corrente diminua através da bobina de partida até se tornar praticamente zero. Seu uso é recomendado para freezers e refrigeradores domésticos, onde o tempo entre os ciclos de operação é suficiente para o PTC esfriar e estar pronto para uma nova partida.

Figura 54 – Relé PTC




Figura 55 – Esquema de montagem do relé PTC

d) Capacitor de Marcha, Capacitor Permanente ou Capacitor de Fase

O capacitor de marcha é projetado para atuar continuamente em série com a bobina de partida, melhorando o torque de partida e de trabalho, e a eficiência elétrica do motor. Neste caso, não é usado relé de partida.

Em caso de substituição de capacitores, devem ser seguidas as mesmas especificações dos capacitores originais, ou seja, a capacitância (em microfarad - µF) e tensão de isolação (VAC).

Se a capacitância do capacitor de reposição for inferior, a eficiência do motor e a capacidade de partida diminuirá. Se for superior, as correntes e temperaturas do motor aumentarão. A tensão de isolação deve ser igual ou maior que a especificada, pois se for menor, o capacitor queimará.

Figura 56 – Capacitor de Marcha (ou Capacitor Permanente ou Capacitor de Fase)

e) Termostato

É o componente que faz o controle de liga/desliga do motocompressor, de acordo com a temperatura interna do ambiente a ser refrigerado/climatizado.




Figura 57 – Termostato Termomecânico

Tabela 8 – Tabela com exemplos de especificações de termostatos

f) Motoventilador

No caso dos ACJ, o motoventilador faz parte do sistema de ventilação do aparelho, geralmente acionando duas hélices: a hélice axial (que fica na região traseira do aparelho) e a hélice radial (que fica na região dianteira do aparelho).




Figura 58 – ACJ em corte mostrando os ventiladores axial e radial

g) Chicote de Alimentação

É o componente responsável pela ligação entre o sistema elétrico do ACJ e a rede de energia elétrica externa. É constituído de cabos elétricos dimensionados pelo fabricante, devidamente isolados, para conduzir energia elétrica que alimenta o ACJ.

h) Chave Seletora

É o componente elétrico responsável por ligar/desligar o ACJ manualmente, possuindo posições de “desligado”, “ventilação mínima”, “ventilação máxima”, “frio mínimo”, “frio máximo” ou outros arranjos de posições, que possibilitem a ventilador e/ou compressor funcionarem ou não, simultaneamente, dependendo do modelo de ACJ em uso.

Figura 59 – Chave seletora

VII – TESTES DE COMPONENTES ELÉTRICOS UTILIZADOS EM REFRIGERADORES E CONDICIONADORES DE AR DE JANELA (ACJ)

Ao serem realizados testes em componentes elétricos de refrigeradores ou ACJ’s, é necessário o conhecimento de alguns instrumentos de medição, tais como: a chave teste, o

multímetro e o alicate amperímetro (ou amperimétrico).




A chave teste verifica se existe alimentação de energia em algum fio ou tomada. Deve-se tomar cuidado no manuseio deste instrumento, pois o mesmo é utilizado com energia viva.

Com o multímetro pode-se efetuar leituras de tensão e continuidade/resistividade. No caso de se utilizá-lo como voltímetro, para a realização de leituras de tensão, as mesmas poderão ser de 110V ou 220V, dependendo da situação. Neste caso, gradua-se o instrumento para a escala que possui a simbologia ACV. Por questões de segurança, deve-se redobrar o cuidado no manuseio deste instrumento, pois nesse tipo de medição, o mesmo também utiliza energia viva. Outro cuidado que se deve tomar é graduar o instrumento para uma escala de medição superior à provável tensão que se quer medir, a fim de não danificar o aparelho.

Caso o multímetro seja utilizado como ohmímetro, para a medição de continuidade/resistividade, os componentes a serem medidos devem estar desligados da tomada (desenergizados) e em temperaturas na casa dos 20 ºC a 25ºC. O instrumento deve ser graduado para a escala de 20kΩ, na região onde existe a simbologia “Ω”. Neste caso, não há risco de se tomar choque elétrico. Deve-se tomar o máximo cuidado para não efetuar medições de tensão (voltagem), com o multímetro ajustado como ohmímetro (na escala de “Ω”). Caso isso aconteça, o aparelho será instantaneamente danificado.

O alicate amperímetro é utilizado quando se necessita realizar leituras de corrente alternada, principalmente para medição de valores de corrente nominais ou de pico, que estejam atuando no motocompressor ou motoventilador.

VII.1 – Teste do motocompressor hermético (refrigerador/acj)

a) Curto entre estator e carcaça (choque):

- Usar 01 (uma) lâmpada em série (teste) ou ohmímetro na escala de 20kΩ;

- Fixar um dos terminais da lâmpada ou ohmímetro na carcaça ou tubos passadores do compressor, removendo antes a pintura do local;

- Com o outro terminal, tocar alternadamente os bornes do compressor;

- Se em qualquer dos toques a lâmpada acender, o compressor estará em curto.

- Caso esteja-se realizando o teste com o ohmímetro, em condições normais, os contatos devem estar abertos (visor permanece em 1 ou ∞), o que indica que o compressor não está em curto.

b) Fuga de corrente (teste idêntico ao anterior):

- Utilizando o ohmímetro, fixar uma das pontas de teste na carcaça do compressor e com a outra ponta tocar alternadamente os bornes do compressor;

- O marcador não deve se movimentar em nenhum dos três toques estando, assim, o

compressor bom;

- Se num dos toques houver movimentação estará o compressor com fuga de corrente e deverá ser rejeitado.

c) Continuidade entre enrolamentos:

- Usar 01 (uma) lâmpada em série (teste) ou o ohmímetro;




- Encostar um dos terminais de teste no borne comum (C) do compressor e com o outro terminal tocar alternadamente os bornes de marcha (R) e partida (S);

- Se a lâmpada não acender em um dos toques, o compressor estará com o enrolamento interrompido e o compressor deverá ser trocado.

- Se for utilizado o ohmímetro, para estarem em condições normais, os bornes deverão dar circuito fechado entre si, ou seja, visor tende a zero.

d) Medição das resistências ôhmicas:

- Utilizar o ohmímetro, usando cada uma das pontas de teste nos bornes respectivos, intercalando C, R e S;

- CS = medida da resistência do enrolamento de partida – conecte as pontas de prova do instrumento aos bornes comum e partida;

- CR = medida da resistência do enrolamento de marcha ou trabalho – conecte as pontas de prova do instrumento aos bornes comum e marcha;

- RS = soma dos enrolamentos de partida e marcha – tocar com as pontas de prova do ohmímetro nos bornes de partida e marcha.

- Verificar os valores obtidos, comparando com o valor das tabelas de fabricante;

- Os valores encontrados poder ter uma tolerância de ± 7%.

NOTA: O compressor deve ser rejeitado, quando em qualquer leitura CR, CS e RS ocorre o seguinte:

- O ponteiro não se movimenta, fica no infinito (bobina aberta)

- O ponteiro se movimenta, marcando valores muito fora das especificações da tabela. A determinação dos valores das resistências ôhmicas deve ser feita com o compressor frio (25 ºC).

VII.2 – Teste do protetor térmico (refrigerador/acj)

a) Medida da continuidade elétrica:

- Com o equipamento desligado da tomada, desconectar os fios de ligação dos terminais do protetor térmico. Com o ohmímetro, verificar a continuidade entre os terminais de ligação do protetor térmico. Se não houver continuidade, o protetor estará defeituoso.

b) Ligação direta do protetor térmico:

- Ligar e desligar o equipamento seguidamente, provocando após alguns segundos, a abertura do protetor de sobrecarga, provando desta forma, sua atuação.

VII. 3 - Teste do relé de partida (refrigerador)

a) Relé amperimétrico:

- Possui os contatos normalmente abertos;




- Verificar, com o relé na posição normal de instalação, se os contatos estão abertos (não estão em continuidade); neste caso, o relé está bom. Ao contrário, ou seja, invertendo o relé, deverá haver continuidade entre os terminais, reforçando que o mesmo está em plenas condições de uso.

b) Relé PTC:

- Possui os contatos normalmente fechados;

- Verificar, com o relé na posição normal de instalação, se os contatos estão fechados (estão em continuidade); neste caso, o relé está bom.

VII. 4 – Teste do capacitor de fase (acj)

- Usar o ohmímetro para realização deste teste;

- Com o equipamento desligado da tomada, desconectar os fios de ligação dos terminais do capacitor;

- Coloca-se uma ponteira do ohmímetro na região “C” do capacitor e a outra ponteira na região “F”. Em condições normais, o circuito deve permanecer aberto (visor permanece em 1 ou ∞). Em seguida, invertem-se as ponteiras e o visor do ohmímetro irá mostrar uma variação (deflexão) e depois tenderá para 1 ou ∞, ou seja, o contato fecha e rapidamente se abre. Isto significa que esta região do capacitor está boa. Depois se repete a operação entre os pontos “C” e “H”.

- Neste teste, deve-se colocar a escala do ohmímetro no máximo valor de medida;

- Se o capacitor estiver bom, o ponteiro irá defletir, retornando gradualmente para a posição original.

VII.5 - Teste do termostato (refrigerador / acj)

- O teste usual e prático do termostato só é possível se a temperatura ambiente estiver acima de 18ºC para termostatos comuns. Observadas as condições da temperatura ambiente, gira-se o botão de ajuste do termostato para a direita e para a esquerda até ouvir o “click” característico. Com as pontas de prova do ohmímetro nos terminais de ligação do termostato, verificar o liga/desliga do platinado, através da continuidade elétrica entre os terminais.

VII.6 - Teste do motoventilador (acj)

a) Medida da resistência de isolação:

- Com o equipamento desligado da tomada, desconectar todos os fios de ligação do motoventilador. Medir a resistência de isolação colocando uma das pontas de prova do ohmímetro na carcaça do motoventilador, aplicando a outra ponta de prova em cada um dos fios de ligação do motoventilador. Em condições normais, os contatos devem estar abertos (visor permanece em 1 ou ∞).

b) Medida da resistência ôhmica das bobinas:

- Deve-se realizar a medida da resistência ôhmica das bobinas através dos fios coloridos de ligação do motoventilador. O motoventilador deve ser rejeitado, quando:

- O ponteiro não se movimenta, fica no infinito (bobina aberta)




- O ponteiro se movimenta, marcando valores muito fora das especificações da tabela.

- Este teste deve ser feito com o motoventilador à temperatura ambiente e os valores encontrados são específicos para cada tipo de motor.

VII.7 - Teste do chicote de alimentação (refrigerador / acj)

- Usar a lâmpada em série (teste) ou ohmímetro;

- Verificar se existe continuidade entre os pinos da flecha (por uma das pontas do ohmímetro) e seus terminais correspondentes (por outra ponta do ohmímetro);

- Existindo falta de continuidade em qualquer ponto, substitua o chicote.

VII.8 – Teste da chave seletora (acj)

- Precisam-se saber quais as funções que são acionadas para cada posição da chave seletora. Isto é obtido na máscara plástica frontal do acj;

- Regula-se a chave seletora para a posição “desligada”;

- Posiciona-se a chave seletora de cabeça para baixo, invertendo-se a mesma, de forma que se visualize os pinos, identificando-se os comandos de alimentação (na região de baixo) e os comandos de saída (na região de cima) que, dependendo da posição, fecharão contatos;

- Regula-se o multímetro na posição de 20kΩ;

- Com uma ponteira posicionada na alimentação da chave seletora e a outra tocando os comando de saída, na posição “desligado”, os contatos estarão na posição aberta (todos iguais a 1 ou ∞), assim como os intermediários;

- Gira-se o botão da chave seletora para a 1ª posição (por exemplo, “ventilação baixa”), e o comando de saída (por exemplo, o de nº 2) fechará contato com o comando de entrada (visor tende a zero) e os demais se mantêm abertos (todos iguais a 1 ou ∞). Sabe-se que nesta posição, o botão liga a “ventilação baixa”;

- Encontra-se qual o outro borne que fecha um, e somente um contato, com a alimentação. Esse será o outro ponto de ventilação (média ou alta, dependendo do modelo do acj);

- Gira-se o botão da chave seletora para a posição “frio baixo”. Neste caso, dois bornes de saída fecharão contato simultaneamente (visor tende a zero), sendo um da ventilação baixa e o outro indicando compressor/refrigeração ligado;

- Segue-se a sequência de testes e, se a chave seletora atender os seus respectivos comandos, ela está boa.

VIII – TÉCNICAS DE CORTE, ALARGAMENTO E FLANGEAMENTO DE TUBOS

VIII.1 - Cortador de tubos

É uma ferramenta feita de duraluminio e aço, que permite cortar tubos, para a realização das operações de substituição de componentes do sistema de refrigeração, ou emenda de tubos.




Alguns dispõem de roldanas e lâminas de corte com diâmetro maior. Outros têm rebarbador para limpar a extremidade interna do tubo quando o corte é feito.

Figura 60 – Cortador de tubos equipado com rebarbador

VIII.2 – Conjunto Flangeador

É a ferramenta usada para dar forma à extremidade do tubo. O flangeamento permite uma vedação completa quando se unem tubulações, válvulas e registros. É composto de base ou estampo, e de um grampo que contem um parafuso em seu corpo.

Na extremidade do parafuso há uma ponta cônica giratória que, ao ser encaixada no tubo, permite o giro do parafuso sem que haja atrito na parte a ser flangeada.

O bom flangeamento depende das condições do tubo e do flangeador, devendo, portanto, os dois estarem em bom estado.

Figura 61 – Conjunto Flangeador

VIII.3 - Alargador

É a ferramenta usada para alargar a extremidade do tubo, de maneira a permitir colocar um tubo dentro de outro tubo, que tenha o mesmo diâmetro, através da parte alargada.

Existem três tipos: de impacto, de expansão e de repuxo. O alargador de impacto é o mais comum e possui outro modelo, chamado de alargador de apêndice, usado para inserir o capilar no tubo de sucção.




Figura 62 – Alargador

O alargador de expansão é o mais pratico e perfeito, porém o menos comum. E constituído de mandril, que deve ser encaixado no tubo a ser expandido, e de uma alavanca. O alargador de repuxo só é usado em casos especiais, pois depende de uma maquina de furar, de coluna.

VIII.4 – Operação de corte de tubos

Para a realização da operação de cortar tubos, deve-se posicionar o tubo no cortador. Em seguida, gira-se o parafuso do cortador até que o disco de corte encoste levemente no tubo. Gira-se o cortador em volta do tubo, apertando-se, gradativamente, a cada volta, o mecanismo de aperto do cortador. O cortador deve ser girado levemente em volta do tubo, a fim de se obter um corte perfeito. Deve-se evitar pressões exageradas, pois elas podem provocar estreitamento da seção do tubo.

Com o auxilio do rebarbador, tiram-se as rebarbas do tubo, cuidadosamente. Não se deve aprofundar muito o rebarbador. Esta operação de retirada das rebarbas, deve ser realizada com o lado a ser rebarbado voltado para baixo, para que os resíduos não deslizem para o interior do tubo.

VIII.5 - Expansão de tubos com flangeador

Prende-se o tubo na base do flangeador, no furo correspondente à medida do tubo. Se for necessário, faz-se uso do paquímetro, para medi-lo corretamente.

Prende-se no lado da base que possui furos chanfrados. O tubo deve ser preso de modo que a parte à flangear não fique muito saliente em relação à superfície. Em seguida coloca-se o grampo do flangeador na base, de modo a ficar na posição vertical.

Rosqueia-se o parafuso do grampo de modo que a parte cônica comprima completamente a extremidade do tubo. Se o flange ficar irregular, corta-se a parte flangeada do tubo, retiram-se as rebarbas e faz-se novamente o flange.

VIII.6 - Uso do alargador

Para se alargar tubos com o alargador de impacto, o primeiro passo é fixar o tubo na base do flangeador. Em seguida posiciona-se o alargador na extremidade do tubo. Alarga-se o tubo, batendo no alargador com um martelo.




Figura 63 – Utilização do alargador

A cada martelada, gira-se o alargador para evitar que o mesmo fique preso no tubo, e também

para não deformar o tubo. O alargamento esta pronto quando a extremidade do tubo encostar-se

no escalonamento do alargador.

IX – REOPERAÇÃO DA UNIDADE SELADA (RUS)

IX.1 - Limpeza de circuitos frigorígenos

A limpeza de um circuito de refrigeração é um processo de importância fundamental em refrigeração e condicionamento de ar, que consiste em manter os circuitos livres de contaminação.

Os circuitos frigorígenos atuais usam motocompressores que trabalham com altas rotações, elevadas temperaturas e pequenas tolerâncias. Assim, deve-se evitar a contaminação dos sistemas a todo custo. Os principais causadores de problemas são infiltração de ar, presença de anticongelantes (como o álcool metílico), uso inadequado de fluxo de solda, presença de solventes clorados e de fragmentos metálicos e impurezas.

A combinação dos elementos relacionados com óleo, fluidos refrigerantes e altas temperaturas provocam os problemas mencionados a seguir:

a) Sedimentação carbonosa do óleo: consiste na decomposição do óleo, cujo resultado é uma massa escura e viscosa (lama) que tende a inutilizar telas, filtros e sistemas de lubrificação;

b) Corrosão: as altas temperaturas, ar, água e impurezas, como ácidos, pasta de solda e álcool metílico são fatores que aceleram o processo de corrosão dos circuitos de refrigeração, podendo ser atenuado com a limpeza e desobstrução de condensadores, a regulagem adequada da válvula de expansão para limitar o superaquecimento, além de se prever baixas taxas de compressão;

c) Plaqueamento de cobre: consiste em duas reações separadas: na primeira, o óleo de má qualidade ou contaminado dissolve o cobre existente, em solução com óleo sobre mancais, selos de eixo, placas de válvulas e outros pontos, onde as temperaturas são elevadas. Na segunda, em virtude também das altas temperaturas, em junção com a existência de água, ar, álcool, etc. Para




se evitar isso, é fundamental circular nitrogênio seco nas tubulações durante as soldagens, usar óleo adequado, evitar altas temperaturas na operação, além de se evitar contaminar o circuito com pasta de solda, solventes clorados e outros elementos que possam formar sais de cobre;

d) Queima de motores: normalmente classificados como moderado e grave, onde o primeiro se refere ao fato de que os depósitos de fuligem da isolação carbonizada não ultrapassam o motocompressor, e onde o segundo se refere na apresentação de espessa camada de fuligem, o que significa que o motocompressor realizou várias rotações durante a queima. O estator apresenta-se totalmente carbonizado, e o óleo escuro e com odor altamente ácido.

IX.2 - Limpeza de circuitos após queima com circulação de fluido refrigerante HCFC-141b

De um modo geral, pressupõe-se que todo circuito em que tenha havido queima do motor do compressor deverá ser limpo antes da instalação do novo motocompressor. O fluido refrigerante R-141b apresenta alto ponto de ebulição, o que significa que haverá pequena perda de fluido durante a limpeza, à temperatura ambiente.

O processo consiste em circular o R-141b através do evaporador e condensador com auxílio de uma bomba, um filtro e um tanque de armazenamento. Após sucessivas trocas do filtro, o evaporador e o condensador estarão limpos, quando àquele não apresentar mais impurezas. O fluido refrigerante deve ser removido do evaporador e do condensador com nitrogênio seco e o circuito frigorígeno, evacuado e carregado. O filtro secador da linha de líquido deve ser substituído antes da evacuação. O fluido refrigerante R-141b é o substituto do R-11 para limpeza de circuitos, portanto com a eliminação dos CFC’s, não se utiliza mais o R-11.

IX.3 - Teste de vazamento do fluido refrigerante

O teste de vazamento é efetuado em equipamentos de refrigeração e condicionamento de ar com o objetivo de se obter um sistema totalmente estanque. Em sistemas que trabalham com pressões positivas, os testes têm como finalidade evitar prejuízos decorrentes de perda de fluido refrigerante e mau funcionamento, ou falhas devidas à diminuição do fluxo de refrigerante. Em sistemas que trabalham com pressões negativas (vácuo), os testes de vazamentos evitam prejuízos, mau funcionamento ou falhas devidas à infiltração de ar (umidade) no equipamento.

Com o sistema pressurizado (pressão positiva recomendada pelo fabricante), pode-se constatar o vazamento de fluido refrigerante por meio dos procedimentos a seguir:

a) Espuma de Sabão: Faz-se uma espuma de sabão bastante densa, envolvendo soldas, conexões, visores, válvulas e outros pontos suspeitos de vazamentos. Verifica-se o vazamento mediante a formação de bolhas;

b) Detector Eletrônico: Existem vários tipos, porém todos funcionam de modo similar. Os detectores dispõem de um sensor que, ao entrar em contato com o fluido refrigerante, criam uma corrente que aciona um miliamperímetro, ou uma lâmpada de sinalização, ou ainda, um alarme sonoro. Nos testes em sistemas pressurizados somente com nitrogênio seco, só se pode utilizar o método de espuma de sabão. Nos testes em sistemas pressurizados com nitrogênio seco e fluido refrigerante, podem-se usar os dois métodos.




c) Sob Vácuo (Teste de Estanqueidade): Consiste em evacuar o sistema até a pressão absoluta próxima de 1.000 mícrons de mercúrio. Após a obtenção do vácuo, a bomba de vácuo é desconectada e o circuito deve ser mantido sob vácuo por, pelo menos, 05 (cinco) horas. Depois se realiza nova medida do vácuo e verifica-se sua variação. Este teste indica a existência de vazamentos, porém não o local do vazamento. Caso seja confirmada a existência de vazamentos por este processo, o circuito frigorígeno deve ser pressurizado e os vazamentos devem ser localizados pelos métodos descritos anteriormente.

IX.4 - Cuidados de segurança e operação

a) No teste com espuma de sabão: Não se realiza dentro de quadros elétricos; não se efetua sobre terminais de motores; deve ser usado para confirmar vazamentos encontrados por outros métodos;

b) No teste com detector eletrônico: Não se expõe o sensor diretamente a jatos de fluidos refrigerantes, pois isto diminui a vida útil do detector ou danifica o sensor; não se assopra o sensor; não deve ser permitida a entrada de impurezas no tubo do sensor; não o utilizar em atmosferas explosivas;

c) No teste com nitrogênio seco e fluido refrigerante: Usar sempre regulador de nitrogênio para pressurizar o sistema; não exceder a pressão de teste indicada pelo fabricante; usar conexões e mangueiras adequadas a altas pressões; nunca usar oxigênio ou acetileno para pressurizar o sistema, pois poderá ocorrer violenta explosão;

d) Sob vácuo (teste de estanqueidade): Usar, preferencialmente, vacuômetro eletrônico e sempre este método após o processo de evacuação.

IX.5 - Evacuação

É um dos processos mais importantes em termos de manutenção na refrigeração. Sua função é remover o ar e a água antes de se efetuar a carga de fluido refrigerante. Um circuito que não tenha sido corretamente evacuado apresentará problemas de altas pressões, em virtude dos gases não condensáveis e problemas de ataques químicos a partes metálicas do circuito, ao verniz dos motores e decomposição do óleo decorrente da reação química entre a água e o refrigerante.

Quanto mais profundo o vácuo obtido, melhor para o circuito frigorígeno. Normalmente os fabricantes dos equipamentos de refrigeração e condicionamento de ar recomendam vácuo inferior a 500 mícrons de mercúrio (medido com vacuômetro eletrônico) para processo de simples evacuação.

O manômetro de baixa pressão possui escala até 30 (trinta) polegadas de mercúrio, não devendo ser usado para medição de vácuo no processo de simples evacuação. Isto porque é impossível observar no manômetro valores precisos da ordem de 29,9 polegadas de mercúrio, que corresponde a 500 mícrons de mercúrio.




Não é raro ouvir que um sistema foi evacuado por tantas horas ou até mesmo dias. Associar tempo de evacuação ao valor do vácuo não tem sentido algum. O tempo de evacuação de um circuito frigorígeno dependerá dos seguintes fatores: tamanho do equipamento, capacidade da bomba de vácuo, possibilidade de vazamentos nas conexões da bomba de vácuo ou ainda as dimensões das linhas que ligam a bomba de vácuo ao circuito.

IX.6 - Procedimentos técnicos para executar a evacuação

- Depois de componentes substituídos ou dos problemas sanados, troca-se o filtro secador da linha de líquido e instala-se o conjunto manifold;

- Instala-se a mangueira de baixa do manifold na válvula de serviço da sucção do motocompressor;

- Instala-se a mangueira de alta do manifold na válvula de serviço da descarga do motocompressor ou na válvula de serviço da linha de líquido;

- Instala-se a mangueira de serviço (a do meio) do manifold na sucção da bomba de vácuo;

- Coloca-se o sensor do vacuômetro eletrônico em qualquer ponto do circuito;

- Liga-se a bomba de vácuo e abre-se os registros de baixa e de alta do manifold;

- Lê-se o valor do vácuo no vacuômetro e, caso esteja igual a ou menor que 500 mícrons de mercúrio, fecha-se os registros de baixa e de alta do manifold antes de desligar a bomba de vácuo;

- Desliga-se a bomba de vácuo, se certificando de que os registros de baixa e de alta do manifold estão fechados;

- Retira-se a mangueira de serviço (a do meio) do manifold da bomba de vácuo e instala-a no registro da garrafa de fluido refrigerante. Nesse ponto, a evacuação estará completa.

IX.7 - Carga de fluido refrigerante

É o processo de abastecer o circuito frigorígeno do equipamento com o tipo e a quantidade corretos de fluido refrigerante. O primeiro ponto a ser observado é a placa de identificação do equipamento onde o fabricante indica o tipo e a quantidade de fluido refrigerante. Quando a carga de fluido refrigerante está correta e o circuito frigorígeno do equipamento funciona em condições normais, o visor da linha de líquido apresenta fluxo suave de líquido sem bolhas. A presença de bolhas no visor pode indicar falta de fluido refrigerante no circuito, filtro secador parcialmente obstruído ou válvula de expansão demasiadamente aberta ou superdimensionada.

IX.8 - Procedimentos técnicos para executar a carga de fluido refrigerante

- Certificar-se que o circuito tenha sido devidamente testado contra vazamentos e evacuado corretamente;




- Após fechar os registros de baixa e de alta do conjunto manifold e desligar a bomba de vácuo, retirar a mangueira de serviço (a do meio) do manifold da bomba de vácuo e instalá-la na válvula do cilindro de fluido refrigerante;

- Retirar o sensor do vacuômetro;

- Abrir primeiro o registro do cilindro de fluido refrigerante;

- Folgar a mangueira de serviço do manifold para retirar o ar desta (purgar) e apertá-la novamente;

- Com o motocompressor desligado, abrir o registro de baixa do manifold até a pressão ficar em 40 PSIG (quebrar o vácuo);

- Ligar o motocompressor;

- Através do registro de baixa do manifold, adicionar aos poucos, o fluido refrigerante;

- Parar de adicionar fluido refrigerante quando os valores do superaquecimento e do sub-resfriamento estiverem dentro das faixas recomendadas pelo fabricante. Se a carga estiver sendo efetuada para verificar a massa do fluido refrigerante em gramas, parar quando o valor adicionado for o mesmo que o manual do equipamento apontar;

- Nos sistemas equipados com pressostato de baixa pressão, realizar um “jumper” antes de ligar o motocompressor e retirar o mesmo “jumper” quando a carga estiver completa.

X – LEVANTAMENTO DE CARGA TÉRMICA DE RESFRIAMENTO

Este tópico trata, de forma simplificada, do levantamento de carga térmica de resfriamento.

Quando necessita-se climatizar um ambiente, é necessário que seja feito o levantamento da quantidade de calor existente nesse ambiente. O objetivo é propor que seja instalado no local, um equipamento, cuja capacidade de resfriamento (seu efeito frigorífico) seja maior do que a quantidade de calor existente no ambiente em estudo (quantidade de carga térmica).

Desta forma, ao se dimensionar a climatização de um ambiente, deve-se tomar precauções para que o equipamento não seja sub dimensionado, e nem super dimensionado.

Para o cálculo da carga térmica será utilizado o cálculo simplificado da NBR-5858, conforme planilha constante no anexo.

XI – NOÇÕES DE CENTRAIS DE AR TIPO “SELF-CONTAINED”, CONDICIONADORES DE AR TIPO “SPLIT SYSTEM” E UNIDADES DE RESFRIAMENTO TIPO “CHILLERS / FAN COILS”

XI.1 - Noções de centrais de ar tipo “self-contained”

O sistema de condicionamento de ar tipo “self-contained”, também conhecido como central de ar ou simplesmente “self”, é um sistema de climatização concebido para climatizar ambientes,




tais como, lojas, restaurantes, prédios comerciais, centros de processamento de dados (CPD’s), bancos, salões de festas, além de poderem completar a carga frigorífica em grandes ambientes.

O próprio nome “self-contained” que significa “auto-suficiente” é adequado a este tipo de equipamento, por consistir o mesmo, em um aparelho compacto, com grande capacidade para refrigerar, umidificar, desumidificar, aquecer ou filtrar o ar que circula por um ambiente.

Sua característica principal é a de possuir, dentro de um único gabinete, compressor, evaporador e válvula de expansão, podendo o condensador estar acoplado a este gabinete ou separado do mesmo.

Quando o condensador encontra-se acoplado ao gabinete, diz-se que é um “self” com condensador incorporado. Caso contrário, estando o condensador separado do gabinete, diz-se que é um “self” com condensação remota. Neste caso, é imprescindível a consulta a catálogos técnicos do fabricante a fim de se determinar as distâncias máximas das tubulações que ligam o gabinete ao condensador.

Self-contained podem ser fornecidos com condensadores resfriados a ar ou com condensação a água. Caso seja condensação a ar, o equipamento conta com um ventilador centrífugo para movimentar o ar por entre as aletas do condensador. O ar externo ao ambiente, ao passar entre as aletas do condensador, retira calor do fluido refrigerante, que se encontra no estado de vapor, fazendo com que ocorra a condensação do mesmo.

Figura 64 – Sistema central de ar, Figura 65 – Diagrama de um sistema central

tipo “self-contained”, com condensador de ar tipo “self-contained”, com condensador

incorporado incorporado

Caso a condensação seja a água, é necessária a existência de uma torre para resfriá-la, pois essa água, ao passar pelo condensador, irá retirar calor do fluido refrigerante. O fluido refrigerante, ao perder calor para a água, condensa-se. A água, por sua vez, sai do condensador aquecida e é bombeada até a torre de resfriamento, onde libera calor retirado do fluido refrigerante, para o ar atmosférico.




Figura 66 – Torre de resfriamento utilizada em “self”, com condensação remota, refrigerado a água

Os self-contained podem ser instalados diretamente no ambiente a climatizar. Neste caso, o insuflamento do ar pode ser feito através do uso da caixa plenum.

Figura 67 – “Self-contained” utilizando caixa plenum

Caso o insuflamento do ar seja feito pela parte superior do gabinete, através de dutos, diz-

se que o “self” é do tipo dutado.




Figura 68 – Esquema de distribuição de ar, em um “Self-contained” tipo dutado

XI.2 - Noções de condicionadores de ar tipo “split system”

O sistema de condicionamento de ar tipo split, também conhecido como “split system”, é um sistema composto por módulos separados, denominados unidade evaporadora e unidade condensadora, unidos por tubulações de cobre, a fim de formar um sistema frigorígeno fechado, e que servem para promover a climatização de ambientes.

O que caracteriza um split é que, na unidade condensadora, encontram-se juntos, dentro do mesmo gabinete, o condensador e o compressor, sendo essa unidade posicionada, quando de sua instalação, do lado de fora do ambiente a ser climatizado. Por outro lado, a unidade evaporadora, contendo o evaporador e um motoventilador, encontram-se juntos dentro de um gabinete, instalados no interior do ambiente a ser climatizado.

O dispositivo de expansão, dependendo do modelo do split, poderá estar localizado na unidade condensadora ou na unidade evaporadora.

São fabricados no Brasil, modelos com capacidades que vão de 7.000 BTU’s a 60.000 BTU’s, sendo que a maioria dos modelos até 24.000 BTU’s utilizam tubo capilar como dispositivo de expansão. A partir de 30.000 BTU’s, podem utilizar como expansor, um dispositivo chamado pistão ou “piston”, dependendo do projeto do fabricante. Em modelos de grande capacidade pode ocorrer de saírem de fábrica equipados com VET.




Figura 69 – Desenho do sistema split, mostrando as unidades evaporadora e condensadora

Os modelos mais comuns de unidades evaporadoras encontrados no mercado são:

- Unidades evaporadoras “hi-wall”; - Unidades evaporadoras piso-teto; - Unidades evaporadoras cassete (ou de embutir no forro).




Figura 70 – Evaporadoras “hi-wall” e piso-teto

Figura 71 – Evaporadoras cassete (ou de embutir no forro)

Quanto às unidades condensadoras, têm-se as com saída lateral de ar e as com saída vertical de ar.

Figura 72 – Condensadoras com saídas de ar lateral e vertical




O detalhe que deve ser observado, quando da instalação do conjunto, é a posição da evaporadora em função da condensadora, ou seja, qual das duas estará num nível acima da

outra.

Figura 73 – Posição das unidades evaporadora e condensadora, uma em relação à outra

Se a unidade evaporadora estiver instalada em um nível acima da unidade condensadora, deve-se colocar um sifão invertido na tubulação de sucção, a fim de evitar o retorno de fluido refrigerante, na fase líquida, que existir no evaporador, quando da parada do compressor, evitando que o mesmo volte a funcionar inundado de fluido líquido.

Figura 74 – Unidade evaporadora acima da unidade condensadora, destacando o sifão bengala




Caso contrário, estando a unidade condensadora instalada acima da unidade evaporadora, devem ser instalados sifões a cada 3 metros, a fim de auxiliar o arraste de óleo de volta ao motocompressor, feito pelo próprio fluido refrigerante. A presença de óleo lubrificante no sifão causa uma redução no diâmetro do mesmo, provocando um aumento na velocidade do fluido refrigerante, que por sua vez, aumenta o efeito de arraste sobre o óleo.

Figura 75 – Unidade condensadora acima da unidade evaporadora, com sifões a cada 3 metros

Figura 76 – Efeito de arraste do óleo, realizado pelo fluido refrigerante

As distâncias máximas entre as unidades evaporadoras e condensadoras, ou seja, o comprimento máximo da tubulação de interligação entre as unidades, assim como o desnível máximo entre as mesmas, deve ser definido em função da marca, modelo, capacidade de refrigeração e do local em que deverá ser instalado o sistema, devendo-se, portanto, seguir rigorosamente as orientações contidas no catálogo do fabricante.




XI.3 – Noções de unidades de resfriamento tipo “chillers/fan coils”

O chiller é um equipamento que consiste de resfriador, condensador resfriado a ar ou a água, compressor, válvula de expansão, dispositivos de segurança, chaves de partida, quadro de comando e acessórios de controle de circuito de refrigeração.

Figura 77 – Chiller com condensação a água e motocompressores scroll

São equipamentos utilizados em climatização de médio e grande porte, tais como aeroportos e shopping centers, onde seu princípio de funcionamento é resfriar um líquido, geralmente água, a qual é bombeada através de tubulações, onde essa água gelada circula por equipamentos, denominados Fan Coils.

Fan Coils têm como componentes principais a serpentina e o ventilador. Eles recebem água gelada produzida no evaporador do Chiller. A água gelada, por sua vez, ao passar pelo interior da serpentina, recebe ar insuflado pelo ventilador. O ar troca calor com a serpentina e vai climatizar o ambiente.

Esta forma de troca de calor caracteriza o Chiller como um sistema de refrigeração que utiliza expansão indireta. Este tipo de expansão é caracterizado quando o evaporador de um circuito frigorígeno, absorve calor, indiretamente do ambiente, através de um fluido secundário (neste caso a água), onde, ao circular pelo Fan Coil, a água retira calor do ambiente e transfere o calor ao fluido refrigerante no evaporador.

Chillers podem ser com condensação a ar ou a água. Caso seja com condensação a água, necessita de torre de resfriamento para arrefecer a água aquecida que sai do condensador.




Figura 78 – Diagrama mostrando a circulação de água gelada em um chiller com condensação a água




Figura 79 – Chiller com condensação a ar

Figura 80 – Diagrama mostrando a circulação de água gelada pelo fan coil




REFERÊNCIAS

SILVA, J.C., Refrigeração Comercial e Climatização Industrial, Hemus, 2004.

SILVA, J. G., Introdução à Tecnologia da Refrigeração e da Climatização, São Paulo: Artliber, 2004.

SILVA, J. C.; SILVA, A. C. G. c., Refrigeração e Climatização para Técnicos e Engenheiros, Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2007.

STOECKER, W. F.; JONES, J. P., Refrigeração e Ar Condicionado, São Paulo: MCGraw-Hill, 1985.

WYLEN, W.; GORDON, J., Fundamentos da Termodinâmica Clássica, Rio de Janeiro: Edgard Bücher, 1981.

HITACHI Ar Condicionado do Brasil, Catálogo Eletrônico V1.0, DVD, 2008.

MULTIBRAS S.A., Boletim Técnico BT 0142, 1994.

CONSUL, Manual de Serviços Condicionadores de Ar, 118/94, 1994.

Bitzer, www.bitzer.com.br

Bola Preta, www.bolapreta.com.br

Embraco, www.embraco.com.br

Gree, www.gree.com.br

Hitachi, www.hitachisa.com.br

NTEditorial, www.nteditorial.com.br

Revista do Frio, www.revistadofrio.com.br

Springer Carrier, www.springer.com.br

Tecumseh, www.tecumseh.com.br

Toshiba, www.toshibacarrier.com.br

Trane, www.trane.com.br

Whirlpool, www.whirlpool.com.br




ANEXO I

Tabela de Conversão de Unidades




Tabela de Conversão de Unidades




ANEXO II

Fator de Correção por Regiões




ANEXO III

Diagrama Elétrico Pictórico de um ACJ

Diagrama Elétrico de um ACJ




ANEXO IV

Diagrama Elétrico Pictórico de um Refrigerador 2 portas

Diagrama Elétrico de um Refrigerador 2 portas

apostila refrig e climat

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