INTRODUÇÃOCriogenia: Em meados do século XIX o homem descobriu a propriedade criogênica de gases: a capacidade de retirar calor de um sistema quando submetido à expansão. E começou a fazer gelo, industrialmente, em grande escala. A partir dessa época, então, tem início a atividade comercial de conservação de alimentos em grande escala. Não havia, sequer, os grandes entrepostos frigoríficos, mas sim as fábricas de gelo. Nos setores comercial e residencial este gelo industrial era usado para fazer essa conservação dos alimentos em pequena escala. 

Os gases refrigerantes usados neste início da história da refrigeração eram a amônia, o dióxido de enxofre e o cloreto de metil. A refrigeração era, assim, um processo perigoso: explosivo, inflamável e tóxico! Além do que, necessitavam de pressão elevada para atingir capacidade criogênica necessária à fabricação econômica de gelo. Os compressores frigoríficos de então, dada a limitação tecnológica da época, eram tidos como máquinas perigosas, sujeitas a explosão.Somente em 1932 o cientista Thomas Midgely Jr inventou o Refrigerante 12, mais conhecido como Freon 12. O Freon 12 é um cloro-flúor-carbono (CFC) que tem a característica de ser endotérmico quando expande ou quando vaporiza. O Freon não é inflamável, não é explosivo, não é tóxico e não corroi metais. A pressão necessária para que suas propriedades criogênicas ocorram com transferência apreciável de calor para ser aplicada praticamente, era bem inferior à requerida pelos gases refrigerantes conhecidos até então. Enfim, um “gás ideal”, “maravilhoso”. Isto é, até descobrirem que o Freon destrói o ozônio da atmosfera, tão importante para barrar o excesso de radiação solar ultra-violeta na superfície da Terra:O ciclo de compressão de vapor é o mais utilizado em equipamentos frigoríficos para produção de frio: para conforto térmico ambiente e para resfriamento e congelamento de produtos.

Ciclo de refrigeração

São muitos os tipos de sistemas de refrigeração mecânica. Eles tem uma grande variedade de formas, tamanhos, arranjos dos componentes e usos. Se estudarmos refrigeração procurando entender cada um deles, teremos um longo e prolongado estudo. No entanto, como os princípios da refrigeração mecânica e os componentes essenciais são os mesmos, quer o sistema seja grande ou pequeno, podemos aprender a refrigeração estudando o que todos eles tem em comum, o ciclo de refrigeração.Depois do conhecer bem o ciclo de refrigeração, tornar-se mais fácil olhar para detalhes que diferenciam um sistema de outro.A animação abaixo mostra o ciclo de refrigeração tanto em um refrigerador quando em um ar-condicionado. O principio e o mesmo, O que muda, como pode ser notado, são o formato e a disposição dos componentes. Basta clicar nas setas, no canto inferior direito para que a animação avance ou retroceda. (animação extraída do site da Tecumseh do Brasil).

Animação desenvolvida pela Tecumseh - pode ser consulta no site

Ciclo aberto x ciclo fechado de refrigeração

Os sistemas de refrigeração mecânica utilizam um ciclo fechado, significando que o refrigerante esta isolado do meio ambiente. Num ciclo aberto a substancia que absorve o calor esta exposta ao ambiente.O refrigerador de antigamente utilizava um ciclo aberto de refrigeração. O gelo que fazia o resfriamento estava exposto ao ambiente ao seu redor. Um bloco de gelo era colocado no topo e os alimentos eram armazenados na parte de baixo do aparelho. O calor era levado por convecção do ar ate o gelo, resfriando os alimentos e derretendo o gelo. A água produzida levava o calor absorvido dos alimentos para fora do gabinete do aparelho, ate uma bandeja situada abaixo do mesmo.Num aparelhos desses, o gelo tinha que ser periodicamente reposto e bandeja com água esvaziada para manter o aparelho em operação.Teoricamente pode se utilizar um refrigerante num sistema de refrigeração de ciclo aberto. No entanto isso não e feito porque eles são raros, caros e em geral prejudiciais ao meio ambiente. E por isso que na maior parte do mundo e ilegal liberá-los diretamente na atmosfera

Lado de alta x lado de baixa

O compressor e o dispositivo de expansão trabalham juntos para criar uma zona de pressão alta e uma de baixa no mesmo sistema. No caso de um ar-condicionado, permitem que o mesmo refrigerante que evapora a 4,4 º C condense a 49 º C. Esses dois componentes marcam os pontos divisores entre o lado de alta pressão o lado de baixa:

Lado de alta (R22 a 263 PSIG e 49ºC):

descarga do compressor; linha de gás quente; condensador; linha de liquido; entrada do dispositivo de expansão (capilar em geral).

Lado de baixa (R22 a 69 PSIG e 4,4ºC):

saída do dispositivo de expansão; evaporador; linha de sucção; entrada do compressor.

Sistemas de ciclo fechado

No caso de um ar-condicionado, o compressor recebe o gás refrigerante numa pressão e temperatura baixa (cerca de 4,4ºC) e o comprime. A descarga do compressor esta no lado de alta do sistema.

O compressor eleva a pressão ata cerca de 263 PSIG e temperatura de ate 77º C. Também no lado de alta esta localizada a tubulação que leva o gás quente do compressor ate o condensador. Esta tubulação e chamada de linha de gás quente.O condensador esta localizado no lado de alta, assim como a linha de liquido que liga-o ao dispositivo de expansão. O refrigerante ele no dispositivo numa temperatura e pressão altas, porem sai dele já com ambas baixas.A entrada do dispositivo de expansão esta no lado de alta enquanto sua saída fica localizada no lado de baixa. O evaporador também esta localizado no mesmo lado, bem como a linha de sucção que conecta o evaporador a entrada do compressor.

Para converter de: Para: Multiplique por:

Kcal KJ 4,186

Kcal BTU 4

KcaJ Kgm 427

Kcal/kg BTU/lb 1,8

Kwh BTU 3,413

Kwh Kcal 860

Kw HP 1,341

CV HP 0,9863

CV Kw 0,7355

Kgm BTU 9,294 x 10E-3

Kgm J 9,807

TR BTU/h 12000

TR Kcal/h 3.024

A linha de sucção, ou entrada do compressor, e o ultimo item no lado de baixa do sistema.

Escalas termométricas

 

A temperatura está associada ao grau de agitação médio das moléculas ou átomos que compõe um corpo. Não podemos, porem, usar esse valor médio como sendo o valor da temperatura, pois e impossível medir a energia de agitação das moléculas ou átomos e obter o valor médio.Por isso, para medir temperatura utilizamos alguma substancia na qual alguma grandeza varie quando houver variação de temperatura. A substancia e a grandeza são denominadas substancia termométrica e grandeza termométrica, respectivamente.Vamos considerar um reservatório de vidro contendo mercúrio, um metal liquido,e apresentando um prolongamento. No interior desse prolongamento

existe um canal muito fino (canal capilar), livre para ser invadido pelo mercúrio. Essa e a descrição de um termômetro, como o da foto abaixo:

Quando o mercúrio (substancia termométrica) e aquecido, sofre dilatação térmica. Isto significa que o volume do mercúrio (grandeza termométrica) aumenta e, assim, sua superfície livre eleva-se dentro do canal. Dessa maneira a cada posição do mercúrio podemos associar um numero, que será a medida da temperatura.O conjunto de números associados as temperaturas chama-se escala termométrica. Para construirmos uma, precisamos de duas temperaturas de referencia, denominadas pontos fixos.Mundialmente são conhecidas as duas escalas termométricas abaixo, que veremos a seguir.

Escala Celsius

O físico sueco Andres Celsius, que viveu no século XVIII, usou como pontos fixos a temperatura do gelo derretendo e do vapor de água em ebulição, tudo a pressão normal, isto e, 1 atm.A essa pressão, a temperatura do gelo derretendo foi denominada ponto de gelo e a do vapor da água em ebulição, ponto de vapor. Arbitrariamente ele atribuiu o numero 0 ao ponto do gelo e o numero 100 ao ponto do vapor. A centésima parte desse intervalo de 0 a 100 chama-se graus Celsius, cujo símbolo e ºC.

Escala Fahrenheit

O físico alemão Daniel Fahrenheit, que viveu entre o século XVII e XVIII, usou como pontos fixos duas temperaturas inadequadas: a de uma mistura de água, gelo picado e cloreto de amônio - a qual atribuiu o valor 0 - e a do sangue humano, aqual atribuiu o valor 100.Nessa escala, os pontos de gelo e do vapor são dados por 32º F e 212º F onde º F e o símbolo do grau Fahrenheit.

 

A escala absoluta

Como a temperatura esta associada a agitação molecular, o "zero" da temperatura deveria corresponder ao estado em que essa agitação fosse a mínima admissível. Entretanto no 0º C e no 0º F, a agitação ainda e muito intensa. De fato existem, existem estados térmicos que essa agitação e muito

menor, ou seja, existem, existem temperaturas muito abaixo de 0º C e de 0º F. Esses "zeros" foram adotados de modo totalmente arbitrário e, por isso, as escalas são denominadas relativas.Numa escala absoluta, ao contrario do que ocorre nas relativas, o "zero" corresponde de fato ao estado da mínima agitação molecular. Nesse estado, inatingível na pratica, a pressão exercida por uma gás seria igual a zero, pois deixaria de haver agitação e colisões de suas moléculas com as paredes do recipiente.Através de cálculos matemáticos foi determinado que a pressão de um gás e igual a zero quando a temperatura marcasse -273,15º C. Esse e o valor denominado "zero absoluto".A escala absoluta mais conhecida e a Kelvin, proposta por William Thompson, Lord Kelvin, que viveu entre o século XIX e o inicio do século XX.Nessa escala, a unidade de temperatura e o kelvin, cujo símbolo e K. Ela foi construída de modo que a variação de 1 unidade nessa escala corresponde a variação de uma unidade na escala Celsius.

Conversão de escalas

Algumas vezes pode ser necessário converter graus Celsius para Fahrenheit ou vice-versa. Isso e um processo fácil usando as seguintes formulas:

graus º F = 32 + (1,8 x graus º C)graus º C = (graus º C - 32) : 1,8

Por exemplo se a temperatura de uma sala e de 20º C, a temperatura na escala Fahrenheit e obtida da seguinte forma:

graus º F = 32 + (1,8 x 20 º C) = 68º FA tabela abaixo pode ser usada como guia de consulta rápida para a conversão de escalas:

ESTADO

Em nosso dia a dia encontramos as substancias em três modos diferentes, denominados estados: sólido, liquido e gasoso.No estado sólido, os átomos e moléculas de um corpo estão fortemente unidos, com pouca mobilidade. O movimento vibratório ocorre em torno de posições definidas, como se os átomos e moléculas estivessem ligados por molas ( a essas posições definidas dá no nome de reticulo cristalino). Como conseqüência, os sólidos possuem forma e volume definido.

No estado liquido, as interações entre átomos e moléculas ainda são suficientemente fortes para dificultar sua separação, o que garante ao liquido um volume definido.No estado gasoso, a separação entre os átomos e moléculas e grande o suficiente para que possam se movimentar desorganizadamente e com grande liberdade, buscando expandir-se por todo o volume disponível. Por isso e que um cheiro rapidamente se espalha por todo um ambiente.Fazendo uma substancia ganhar ou perder calor, podemos promover as seguintes mudanças em seu estado:

Fusão e solidificação

Fusão: passagem do estado sólido para o liquido;A medida que fornecemos calor a um sólido, a amplitude das oscilações de seus átomos e moléculas aumenta e, portanto, também sua temperatura.Atingida uma determinada temperatura, as moléculas passam na não mais vibrar em torno de posições defendidas, rompendo o reticulo cristalino, começando o processo de fusão.Com uma pressão constante, a temperatura permanece constante durante esse processo. Isso ocorre porque o calor delas - a temperatura fornecido implica um aumento da distancia media entre os átomos e moléculas, sem aumentar a velocidade de vibração. Ela só voltara a subir depois que todo sólido já tiver passado para o estado liquido e mais calor continuar sendo fornecido.O fato da temperatura permanecer constante durante a mudança de estado dara origem ao dois tipo de calor, sensível e latente, que veremos em outro tópico. Solidificação: passagem do estado liquido para o sólido;A medida que retiramos calor de um liquido reduzimos a energia térmica de seus átomos e moléculas e, com isso, sua temperatura diminui. Atingida uma determinada temperatura, a agitação torna-se devagar o suficiente para permitir a aproximação entre os átomos e moléculas e reconstituir o reticulo cristalino. Inicia-se então a solidificação.Com pressão externa constante, a temperatura permanece constante durante essa reconstituição.Novamente isso ocorre porque o calor retirado corresponde apenas aquele que mantinha os átomos e moléculas afastados, não o envolvido na agitação delas. A temperatura só

voltara a diminuir depois que todo o liquido tiver passado para o estado sólido e mais calor continuar sendo retirado Pontos importantes:

para uma mesma substancia e uma mesma pressão externa, a temperatura de fusão e igual a de solidificação;

não havendo alteração de pressão externa, a temperatura da substancia se mantém constante durante a sua fusão ou solidificação (ver tópico calor latente).

a temperatura de fusão (ou solidificação), na pressão de 1 atm, chama-se ponto de fusão (ou solidificação).

Ponto de fusão de algumas substancias conhecidas a 1 atm

- º Cágua 0álcool etílico -114alumínio 658chumbo 327cobre 1083ferro 1535hidrogênio -259mercúrio -39nitrogênio -210oxigênio -219tungstênio 3380 

Influencia da pressão na temperatura de fusão

Quase todas as substancias aumentam de volume quando passam do estado sólido para o liquido.

Esse aumento de volume e dificultado pela pressão externa. Assim, quanto maior for a pressão externa, maior será a temperatura necessária para o sólido fundir-se.A tabela abaixo mostra a influencia da pressão na temperatura de fusão do enxofre: 

p (atm) º C1 107

519 135,2792 140,5

 

Vaporização e liquefação

EvaporaçãoE um tipo de vaporização lenta que ocorre na superfície livre de um liquido. este fenômeno não requer condições físicas especificas para ocorrer: não ha uma temperatura determinada para um liquido evaporar. A água do mar, por exemplo, evapora a 5º C, 20º C ou 60º C. Entretanto, a temperatura influiu na rapidez com que ocorre a evaporação: em temperaturas mais altas, a "velocidade" da evaporação e maior.Observando o mar um taque contendo água, por alguns minutos, não notamos uma mudança no nível da água, evidencia da evaporação, o que mostra que ela e lenta.As moléculas de um liquido possuem, a cada momento, energias térmicas diferentes: algumas tem ela relativamente baixa, outras muito altas e a maioria tem níveis intermediários de energia térmica.As forcas de atração moléculas dificultam o escape das moléculas situadas na superfície de um liquido. No entanto, as de maior energia térmica conseguem escapar.Como a temperatura esta associada a energia térmica media das moléculas, a saída das maias energéticas reduz a energia térmica media das remanescentes, ou seja, reduz a temperatura do liquido que ainda não evaporou. Assim, a evaporação provoca o resfriamento do liquido.Por exemplo, quando molhamos a mão com ter sentimos esfriar a região molhada, porque as moléculas do éter de maior energia térmica evaporam, sobrando as de energia térmica menor. Assim, a temperatura do éter que resta diminui, provocando uma transferência de calor da mão para ele e a conseqüente sensação de frio. O processo de evaporação continua, a custa do calor recebido da mão. Também e a evaporação da água que escapa pelas porosidades dos potes e das moringas de barro que a mantém fresca, mesmo em dias quentes.Pontos importantes:

a "velocidade" de evaporação diminui quando aumenta a concentração do vapor liquido nas vizinhanças do liquido. Isso ocorre porque as moléculas do liquido que forma para o ambiente podem retornar para ele: mais moléculas no ambiente implica em maior numero de retorno. Por isso, numa mesma temperatura alta de verão, temos uma sensação térmica de "menos calor" quando o ambiente esta seco, pois a velocidade de evaporação do suor e maior. Os aparelhos de ar condicionado retiram umidade do ar, tornando o ambiente mais seco. Os ventiladores arrastam o vapor de água já formado nas proximidades das pessoas;

a velocidade de evaporação de um determinado liquido, numa determinada temperatura e tanto maior quanto maior a área da superfície livre. Por isso a roupa estendida no varal seca mais rápido do que se estivesse amontoada;

mantidas as demais condições, a "velocidade" de evaporação aumenta quando a temperatura aumenta e diminui quando a pressão sobre o liquido aumenta.

 EbuliçãoE a vaporização intensa e turbulenta que ocorre ao longo de todo a massa liquida, com a formação de bolhas de vapor junto as superfícies aquecidas. Essas bolhas de vapor aumentam de volume a medida que se elevam no liquido, em virtude da redução da pressão.

Ao contrario da evaporação a ebulição só acontece quando e atingida uma determinada temperatura, que depende da pressão exercida sobre o liquido pelo ambiente. Quando aumenta a pressão sobre o liquido aumenta, também, a temperatura que ele deve atingir para entrar em ebulição.

Fornecendo calor a um liquido a energia térmica de suas moléculas aumenta, ou seja, sua temperatura aumenta. No entanto, quando uma determinada temperatura e atingida, o fornecimento de mais calor ao liquido, ao invés de provocar a elevação da temperatura, faz com que suas moléculas de separem, vencendo a forca de união que as mantinha no estado liquido.Para cada pressão, as substancias tem uma determinada temperatura de ebulição. permanecendo constante a pressão, a temperatura não varia durante toda a ebulição, da mesma forma como acontece com a fusão e solidificação (ver calor latente)Ponto de ebulição e a temperatura que ocorre a ebulição de uma substancia a pressão de 1 atm. A tabela abaixo fornece os pontos de ebulição de algumas substancias: Ponto de ebulição de algumas

substancias conhecidas a 1 atm - º C

água 100álcool etílico 78alumínio 1800chumbo 1620cobre 2300ferro 3000hidrogênio -253mercúrio 356nitrogênio -196oxigênio -183 LiquefaçãoQuando reduzimos a temperatura de um vapor, o movimento de suas moléculas torna-se mais lento, possibilitando a união daquelas que se encontram. Assim elas se aglomeram, passando para o estado liquido: e a liquefação ou condensação.Mantida a mesma pressão, a temperatura permanece constante enquanto todo o vapor não tiver se transformado em liquido.

Gráfico de aquecimento/ resfriamento da água e mudança de estado

 

Sublimação e sublimação inversa

SublimaçãoE a passagem direta do estado sólido para o gasoso, sem passar pelo estado liquido. Os sólidos, em geral, estão sempre sublimando, isto e, liberando vapores. Uma prova disso e o fato de cada sólido ter um cheiro característico. Um exemplo tradicional de sublimação e o da bolinha de naftalina: muito lentamente ela vai diminuindo de tamanho, pois perde massa na forma de vapor. Esse processo lento e parecido com o da evaporação de um liquido.A sublimação inversa e o processo contrario, isto e a passagem do estado gasoso para o sólidosublimação inversa: passagem direta do estado gasoso para o sólido

PRESSÕES

Pressão

Pressão e a forca exercida sobre uma determinada área.Pressão = Forca/ área

A própria atmosfera, constituída de gases cujas moléculas se agitam termicamente, exerce uma pressão. Ela foi medida pela primeira vez pelo cientista italiano Evanglista Torricelli, ao realizar a seguinte experiência:

ele encheu de mercúrio - um metal liquido que pesa aproximadamente 0,0136 kg por cm3 - um tubo de aproximadamente 1 metro de comprimentos e 1cm2 de seção, fechado numa das extremidades. O tubo foi tampado e colocado de cabeça para baixo numa bacia, contendo mercúrio

 Ao destampar o tubo , sob o efeito do seu próprio peso, todo o mercúrio contido nele deveria escorrer para a bacia, esvaziando o tubo. Entretanto, Torricelli observou que o mercúrio só descia ate formar uma coluna de 76 cm de altura dentro do tubo.Chegou a explicação que a pressão atmosférica, agindo sobre a superfície livre do mercúrio na bacia, equilibra o peso do mercúrio no tubo, impedindo seu escoamento.A partir dessa experiência Torricelli estabeleceu que a pressão atmosférica normal (1 atm) equivale a pressão exercida por 76 cm de mercúrio. Como o símbolo químico de mercúrio e Hg, a seguinte relação e valida:

1 atm = 76 cm Hg = 760 mm HgHoje em dia 1 mm Hg e também chamado de 1 Torr (em homenagem a Torricelli).Fazendo uma conta rápida, vemos que uma coluna de 76 cm de altura de mercúrio, com seção de 1 cm2, tem 1,033 kg de mercúrio:

0,0136 kg/ cm3 x 76 cm3 = 1,033 kgfAssim, a pressão de 1 atm corresponde, portanto, a 1,033 kgf/ cm2.Para operar no sistema inglês, comumente usado na refrigeração, basta transformar kgf para libra ("Pound") e cm2 para polegada quadrada ("square inch"), obtendo-se 14,22 lb/pol2. Note que em inglês a unidade de medida será pounds/square inch, o conhecido psi:

1 atm = 76 cm Hg = 760 mm Hg = 1,033 kgf/ cm2 = 14,22 psiUsando uma manômetro obteremos a pressão manométrica. E importante perceber que ela não corresponde a pressão total (também chamada de pressão absoluta), pois o manômetro marca valor zero quando a pressão e igual a atmosférica. Para se obter a pressão absoluta e necessário somar a pressão manométrica com a pressão atmosférica.A pressão manométrica pode ser positiva, quando mede pressões maiores que a atmosférica, ou negativa, quando mede pressões menores do que a atmosférica.

Calor sensível e latente

Calor sensível e latente

Um corpo ou uma substancia pode receber ou ceder calor sob duas formas diferentes:SensívelA absorção ou retirada de calor, dessa forma, se manifesta por uma elevação ou diminuição da temperatura do corpo receptor.Quando um corpo absorve ou cede calor, sem que haja alteração em seu estado físico, a temperatura dependera da quantidade de calor trocado e das características físicas de cada corpo.

LatenteA absorção ou retirada de calor de um corpo sob esta forma se caracteriza por uma temperatura constante do corpo e sua mudança de estado físico.Quando um corpo absorve ou cede calor, ocasionando alterações em seu estado físico, a temperatura permanece constante ate que ocorra totalmente a mudança do estado físico do corpo.Ha duas formas de calor latente:

calor latente de solidificação: e a quantidade de calor que e necessário retirar de um corpo para fazê-lo passar do estado liquido para o sólido, sem baixar a sua temperatura.

calor latente de fusão: e a quantidade de calor que e necessário ceder a um corpo, para fazê-lo passar do estado sólido para o liquido, sem elevar a sua temperatura

É importante perceber que a quantidade de calor para transformar o estado de uma substância (calor latente) em geral é muito maior do que para elevar a temperatura dela. Os equipamentos de refrigeração fazem uso dessa característica modificando o estado físico do refrigerante ao longo do componentes do ciclo de refrigeração.

Superaquecimento e subresfriamento

Superaquecimento e subresfriamento

Temperatura de SaturaçãoAo se elevar a temperatura de um líquido a um ponto tal que qualquer calor adicional, que nele se aplique, faça com que parte do mesmo se transforme em vapor, diz-se que o líquido está saturado.A temperatura do líquido nessa condiçáo é denominada temperatura de saturação

Vapor Saturado

Vapor saturado é o vapor produzido por um líquido em vaponzação, desde que se encontre nas mesmas .condições de pressão e temperatura do líquido saturado do qual provém.Pode-se definir vapor saturado também como vapor à temperatura tal que qualquer resfriamento faça com que o mesmo se condense e torne a estrutura molecular do estado líquido.

Vapor SuperaquecidoVapor superaquecido é um vapor que se encontre a qualquer temperatura acima da saturação.Se, após a vaponzaçáo. se aquece o vapor, de maneira que a sua temperatura seja acima da temperatura da líquido em vaporizaçáo, diz-se que o vapor está superaquecído.

Transferência de calor

Transferência de calor

Uma das leis fundamentais da Física e que o calor sempre flui do local que possui temperatura mais alta para o de temperatura mais baixa, de modo que elas se igualem. Ou seja, os corpos quentes cederão calor aos mais frios.Esse processo pode ocorrer de 3 formas diferentes, explicadas abaixo:

Condução

E a transferência de calor nos materiais sólidos. O valor passa de molécula para molécula da matéria, ate o extremo oposto, espalhando gradativamente calor pelo corpo inteiro.Na figura abaixo podemos verificar a condução do calor através de uma barra de metal. Aderindo pequenas bolotas de cera ao longo da barra e aquecendo apenas uma

extremidade, observaremos a queda sucessiva delas, a medida que o calor se espalha ao longo da barra.

As diversas substancias existentes não conduzem igualmente o calor e, sob esse aspecto, podem ser classificadas em bons condutores se ha propagação quase integral de toda quantidade de calor através de sua massa; maus condutores ou isolantes se permitem a propagação difícil e lentamente.Os metais são bons condutores de calor enquanto que os gases, líquidos e alguns sólidos como o vidro, madeira, lá de vidro, cortiça, papel, etc., são isolantes.Em refrigeradores essa diferença de condução de calor dos objetos e aproveitada para sua construção. A lá de vidro e o ar estacionário são muito maus condutores de calor e por isso são usados para o isolamento das paredes dos refrigeradores.

Convecção

E a transferência de calor nos fluidos (líquidos e gases). Ela consiste numa troca de átomos e moléculas decorrentes de variação de densidade.Em uma panela com água, por exemplo, aquecida na parte inferior, as moléculas em contato direto com o fundo, que esta recebendo o calor, se dilatam. Em conseqüência dessa dilatação, a densidade diminui e elas sobem ate a superfície. Como as partículas superiores estão mais frias e com densidade maior, descem ao fundo do recipiente, formando correntes de condição. Este processo continua e o calor e transferido a todas as partes do recipiente pelo movimento da água.

Na refrigeração usa-se a convecção em refrigeradores. Os evaporadores são colocados na parte superior para aproveitar as correntes de convecção naturais.

Irradiação é o tipo de transmissão de calor que ocorre através de ondas eletromagnéticas, especialmente as radiações infravermelhas, também denominadas "ondas de calor". E o único processo de transmissão que pode ocorrer no vácuo, pois as ondas eletromagnéticas, alem de se propagarem em meios materiais transparentes a elas, também se propagam no vácuo.

E por irradiação que a Terra e aquecida pelo Sol.

A energia radiante não aquece o meio pela qual se propaga mas apenas o meio pelo qual e absorvida, deixando então de ser radiante para se tornar térmica. Um bom exemplo e que a temperatura do ar, nas altas camadas da atmosfera e baixíssima, pois apenas uma pequena fração da energia do sol e absorvida.A absorção das radiações e mais acentuada em superfícies escuras. Isso e facilmente percebido quando usamos uma camisa preta num dia ensolarado; uma camisa clara absorve muito menos e reflete (devolve para o ambiente) muito mais as radiações que nela incidem.E importante lembrar do ponto acima quando for visto o tópico carga térmica.Por fim e conhecido também que um bom absorvente térmico também e um bom emissor de calor. Um corpo preto absorve mais radiação que um branco, durante o mesmo tempo, ficando mais quente. Mas, estando a mesma temperatura e deixados a sombra, o corpo preto esfriara mais depressa do que o branco, pois e melhor emissor térmico.

Umidade

Umidade

O ar puro e uma mistura de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e cerca de 1% de argônio, helio, xenônio e outros gases inertes. Já o ar atmosférico e uma mistura de ar puro, vapor de água, poeira, bactérias, dióxido de carbono, fumaça e outras impurezas.A quantidade de dióxido de carbono (CO2) que será encontrada no ar, depende da localidade e usualmente varia de 0,03 a 0,3%. A quantidade de vapor de água dependera da temperatura e para o ar atmosférico, oscilara de menos de 1% a 4% do peso total.Podemos notar o vapor de água contido no ar quando se coloca água fria dentro de um copo. Surgem gotas de água sobre a superfície externa do copo. Essas gotas são vapores de água que estavam contidos no ar e que se condensaram.Ar perfeitamente seco seria aquele que não contem vapor de água e nesse caso ele e composto principalmente de nitrogênio e oxigênio. Fica claro que não existe esse tipo de ar , na natureza, uma vez que sempre existe evaporação de água na superfície da terra.A quantidade de vapor de água que uma dado volume de ar conterá depende não somente da temperatura mas também da pressão do ar. Diz-se que o ar esta saturado com vapor de água quando ele contem a máxima quantidade possível do mesmo a uma dada temperatura e pressão. Nesta condição o vapor de água estar em seu ponto de condensação, de modo que a extração de calor do ar, sem qualquer mudança na pressão, produzira condensação.Por exemplo, se a atmosfera esta a 40º C e esta saturada e, repentinamente a temperatura muda para 20º C, isto causaria chuva ou neblina, de vez que o peso da água que pode ser retida em forma de vapor de água e menor a 20º C do que a 40º C.

Umidade

Umidade e a quantidade de vapor de água misturada com ar seco, na atmosfera.

Umidade relativa do ar (UR)E a quantidade de água contida no ar, em relação a quantidade de água que o ar pode conter, a uma determinada temperatura.A capacidade de retenção de água do ar frio e inferior ao do ar quente. O ar com 10º C suporta uma quantidade de água menor do que o ar com uma temperatura de 30º C, para o mesmo volume de ar.A UR e obtida por meio da divisão da quantidade real de água pela quantidade máxima de água que o ar poderia conter.Ex.: um determinado volume de ar com 10º C suporta 3 kg de água. Se ao medir-se a massa de água obter-se 1,5 kg, significa que existe 50% de UR:

1,5 kg/ 3,0 kg = 0,5 = 50%

Umidade absolutaRepresenta quantidade de água contida no ar, comparada ao ar seco.O peso do vapor de água e usualmente expresso em "grains" (grain=0,0648 gramas) por pe cúbico ou por libra de ar e e chamado umidade absoluta

Efeitos nocivos da umidade na refrigeração

A umidade pode combinar com a maioria dos refrigerantes usados nos sistemas de refrigeração, causando a formação de compostos altamente corrosivos, normalmente ácidos, que irão reagir com o óleo lubrificante e/ ou com outros elementos do sistema, incluindo metais.Esta reação ocasionara a corrosão de válvulas, mancais, vedações, camisas dos cilindros do compressor, etc. Também pode causar a decomposição do óleo lubrificantes, com a formação de resíduos metálicos que entupirão as válvulas e passagens do óleo, reduzindo a vida útil do equipamento.Em compressores hermético a umidade e a principal causa de danos no isolamento elétrico, causando curto circuitos das ligações do compressor.Embora seja praticamente impossível manter um sistema de refrigeração sem umidade, deve ser feito o maximo possível para que o teor dela seja mantido abaixo do nível que pode produzir danos. Este nível varia consideravelmente dependendo:

do gás refrigerante; do tipo de óleo lubrificante; da temperatura de operação; da temperatura de descarga do compressor.

A umidade em um sistema de refrigeração pode ser encontrada sobre a forma de água ou compondo uma solução com o refrigerante. Quando na forma de água, em geral vai congelar no capilar (ou outro dispositivo de expansão), impedindo a passagem do refrigerante. Com isso o sistema ira funcionar de forma intermitente.O congelamento e um sinal evidente que a quantidade de água excede o maximo aceitável. No entanto, a não ocorrência de congelamento não significa que o teor de água esteja abaixo do Maximo aceitável, não causando corrosão.Em sistemas de condicionamento de ar não ocorrem congelamentos pelo fato da temperatura de funcionamento ser superior ao ponto de congelamento da água. Novamente o não congelamento não significa que não exista corrosão. Na verdade, os sistemas que trabalham com "altas" temperaturas de evaporação muitas vezes estão

mais sujeitos a corrosão devido a presença de umidade - isso ocorre porque quantidades relativamente elevadas podem passar desapercebidas por períodos relativamente longos

Desbalanceamento de tensão

Desbalanceamento de tensão

O limite máximo de desbalanceamento da tensão entre as fases é de 2%. A temperatura do enrolamento do compressor cresce exponencialmente.A forma de calcular o desbalanceamento é demonstrada no exemplo abaixoExemplo:Fases A, B e CDiferença entre AB = 222V – 220V = 2Diferença entre BC = 218V – 220 V = 2Diferença entreAC = 220V – 220V = 0Média das tensões = 220 + 222 +218 = 2203 Desbalaceamento_de tensão = Máxima diferença entre as tensões X 100 = 2 * 100 = 0,9%médias das tensões 220

COMPRESSORES

O compressor atua como o coração do sistema de refrigeração, criando o fluxo do refrigerante ao longo dos componentes do sistema. No processo, recebe vapor refrigerante em baixas temperatura e pressão e eleva o vapor até uma pressão e temperatura maior. Junto com o capilar (ou outro dispositivo de expansão), o resultado é que no evaporador a pressão e temperatura do refrigerante são reduzidas, permitindo assim que ele absorva calor. Já no condensador elas são aumentadas, permitindo que ele ceda calor para o meio ambiente.Existem cinco tipos de compressores, cujos nomes vêm da ação de suas partes mecânicas:

ALTERNATIVO: tem um pistão que vai e vem dentro de um cilindro. É o mais comum nos aparelhos atuais mais gradativamente vai sendo substituído pelo rotativo, mais econômico e silencioso;

ROTATIVO: tem um rotor excêntrico que gira dentro de um cilindro SCROLL: tem duas partes separadas de forma espiral. Uma permanece fixa

enquanto a outra fira contra ela; PARAFUSO tem dois rotores em forma de parafuso, um macho e outro fêmea.

Interagem a medida que giram, assim como um parafuso girando numa rosca; CENTRÍFOGO tem um propulsor de alta velocidade, com muitas pás, que gira

num alojamento de forma especial.O tipo de compressor utilizado em um sistema depende da capacidade e do seu uso. Os compressores alternativos e rotativos são mais comuns em sistemas de até 30.000 BTUS. A partir daí, começa a ser usado o scroll, comum em splits acima de 24.000 BTUS. Na Colortel vamos nos aprofundar nesses três compressores acima mas não deixando de falar um pouco sobre o parafuso e o centrífugo.A tabela abaixo descreve as principais características de cada tipo de compressor:

ROTATIVO

SCROLLALTERNA

TIVOPARAF

USOCENTRÍF

UGO

Faixa de tamanho

Menor (5 toneladas)

5 a 10 toneladas

Tonelagem fracional

até150 TRs

100-750 TRS

Maiores (100a 10

000 + TRS.

Tipos

Vane deslizante

e tipos êmbolo

rotativo, só carcaça soldada

" compliant"

e não-" compliant" , só carcaça

soldada

herméticos abertos, semi-

herméticos e herméticos de carcaça

soldada

rotor rotativo, aberto e hermétic

o

Simples e multi-

estágios, aberto e

hermético

Deslocamento

positivo positivo positivo positivonão

positivo

Controle de capacidade típico

velocidade variável e

liga-desliga

velocidade variável e

liga-desliga

velocidade variável,

liga-desliga, descarregad

ores de cilindro

velocidade

variável e válvula deslizant

e de admissão

velocidade variável e vane guia

de admissão

Válvulas de sucção?

NÃO NÃO SIM NÃO NÃO

Válvulas de descarga?

SIM NÃO SIM NÃO NÃO

Aplicação usual

refrigeradores e

outras aplicações, condicionadores de ar de sala, e pequenos sistemas centrais

pequenos sistemas centrais

para refrigeraçã

o, condicionamento de ar, e ciclo reverso

refrigeração e ar

condicionado, ciclo

reverso, e transportes

refrigeração, ar

condicionado, e ciclo

reverso

refrigeração, ar

condicionado, e ciclo

reverso

Independente do tipo e da aparência, que são as mais variadas possíveis, o papel é sempre o mesmo em qualquer equipamento de refrigeração: elevar temperatura e pressão do gás refrigerante.O compressor é o único grande componente de um sistema de refrigeração que manifesta de imediato falhas. Os outros componentes podem começar a operar incorretamente ou até falhar mas, na maioria das vezes, o resultado do problema é visto primeiro no compressor.A maioria dos problemas num sistema de refrigeração, quando deixados sem solução por um longo período de tempo, resultam na falha do compressor. Se o técnico pensar que a causa da falha está no próprio compressor, ele fará muitas trocas desnecessárias.

Compressor alternativoNesse tipo de compressor o movimento do pistão é sincronizado com o fechamento e abertura das válvulas de sucção e descarga. Quando a válvula de sucção fecha o pistão começa a comprimir o gás refrigerante até chegar a pressão aproximada de 263 PSIG

onde ocorre a abertura da válvula de descarga. Esse processo se repete aproximadamente 3.000 vezes por minuto já que esse é o RPM comum de um

compressor alternativo usando R22. 

Vídeo com o movimento do pistãoAlguns compressores alternativos tem o motor e o compressor dentro da mesma carcaça e são chamados de herméticos. Outros, tem o motor independente do compressor e, neste caso, são chamados de abertos. Uma coisa importante a frisar é que no caso dos abertos o motor pode ser elétrico ou por motor de explosão interna (gasolina, diesel). Esse último caso ocorre muito nos sistemas de refrigeração para transporte de cargas perecíveis por caminhão e contêiner.

Hermético

Semi-hermético ou aberto

Nos casos de acionamento externo, deve-se tomar cuidado para usar um motor que gire a mesma velocidade necessária ao funcionamento do compressor. Pode-se também usar polias e correias para conseguir a velocidade correta - nesse caso deve-se respeitar rigorosamente a especificação do fabricante sobre risco de causar sérios danos ao compressor.O esfriamento desse compressor é feito pelo que refrigerante que entra pela linha de sucção. O calor de sucção passa para o refrigerante e é dissipado no condensador junto com o que foi retirado do ambiente condicionado.O óleo para lubrificação dos compressores herméticos fica no fundo da carcaça e sobe através de um canal dentro do eixo do conjunto e depois desce por gravidade, lubrificando as partes móveis.

 

Válvula (palheta) de sucção

Válvula (palheta) de descarga

Mola de fixação na carcaça

Mecanismo preso na carcaça

Bobina elétrica e terminal de conexão aos bornes

Compressor rotativo

Compressor scroll

Compressor parafusoSe cortassemos um compressor parafuso, veríamos dois rotores (´parafusos`). Um com uma rosca macho e outro com fêmea. É exatamente essa diferença que lhe permite comprimir o gás refrigerante enquanto as dos dois parafusos se tocam. Isso pode ser visto na ilustração da direita.O motor do compressor aciona o rotor macho o qual, por sua vez, aciona o fêmea. Alguns compressores utilizam um sistema injetor de óleo para selar a folga entre as roscas e a parede do compressor.Os eixos do motor e de acionamento costumam operar na horizontal. Daí a forma característica, vista na imagem da esquerda.Sua utilização é comercial e industrial. Em geral a capacidade varia entre 20 a 750 TRs.Óleos de lubrificaçãoA função básica dos óleos lubrificantes em compressores é diminuir o atrito entre as partes móveis e as fixas, evitando o desgaste prematuro das peças e um aquecimento excessivo. A lubrificação permanecerá satisfatória por um longo período desde que a temperatura de operação, pressão e ausências de substâncias contaminantes esteja assegurada.É importante lembrar que o óleo se mistura ao gás refrigerante, circulando pelos componentes do ciclo de refrigeração. Um bom projeto de aparelho deve permitir o retorno da mesma quantidade de óleo para o compressor da que está saindo. Essa característica é tão típica que uma forma comum de detectar onde está um vazamento no sistema é identificar onde existe óleo nele.Os óleos lubrificantes para refrigeração tem características especiais, discutidas abaixo:

Viscosidade: ela diminui com a elevação da temperatura. O óleo deve ter uma característica que permite a ele, quando submetido a altas temperaturas, que não afine demais sem formar uma camada protetora. Já quando submetido a baixas temperaturas, ele não deve ficar pastoso;

Miscibilidade: a viscosidade do lubrificante diminui a medida em que aumenta sua solubilidade com o gás refrigerante. A completa miscibidade permite ao lubrificante fluir através do sistema junto ao gás, garantindo bom retorno ao compressor.

Resíduo de carbono: os óleos são passíveis de decomposição através de calor. Portanto, ao se especificar um óleo deve-se ter em conta as temperaturas normais de trabalho do compressor para evitar a carbonização do óleo, principalmente na placa de válvulas. Do contrário, os resíduos de carbono favorecerão a formação de borra que pode provocar obstrução no sistema além da deficiência na lubrificação ocasionada pela decomposição.

Floculação: a cera contida nos lubrificantes possui á tendência a precipitar-se quando submetida a baixas temperaturas (floculaçâo). Os flocos de cera podem depositar-se no elemento de controle de fluxo, obstruindo a passagem do refrigerante, ou depositar-se no evaporador, diminuindo a transferência de calor. Portanto, os lubrificantes não devem apresentar floculaçâo em temperaturas encontradas normalmente no sistema de refrigeração.

Umidade: o óleo para refrigeração deve possuir teor de umidade inferior ou igual ao especificado pelo fabricante, a fim de evitar formação de sedimentos, ácidos ou mesmo congelamento da umidade no interior do sistema.

Nota: Estas características e outras (ponto de fluidez, resistência dielêtrica, ponto de fulgor, ponto de combustão, cor, resistência à oxidação, separação de fase) podem ser checadas em testes específicos de laboratório.

Tensão de partida

Tensão de partida

As tensões mínima e máxima de partida e funcionamento de um compressor, são determinadas medindo-se estes valores diretamente nos terminais do compressor. Desta maneira, se está evitando erros de leitura decorrentes de queda de tensão através de cabos, chaves e conexões que estiverem no circuito.Num equipamento de refrigeração, a energia elétrica percorre alguns metros de cabos, interruptores e conexões, antes de chegar aos terminais do compressor. Por isso, quando se deseja determinar a tensão que está alimentando o compressor, esta deve ser medida diretamente nos seus terminais.Para se determinar a tensão que alimenta o compressor durante a partida, esta deve ser medida na condição de maior corrente do circuito, o que ocorre exatamente no momento da partida ou quando o compressor não consegue partir ( travado ).Para simular esta condição, pode-se forçar uma partida com pressões desequilibradas da seguinte maneira: após o sistema funcionar por alguns minutos, e as pressões estarem desequilibradas, desligar e ligar rapidamente o sistema antes que as pressões tenham se equilibrado. Nesta condição, o compressor terá dificuldade de partir e irá travar momentaneamente. A tensão deve ser medida antes da atuação do protetor térmico.

Em muitos casos, a dificuldade na partida do compressor é devido à utilização de fiação elétrica inadequada ( fios finos ), tanto na rede elétrica do local como na instalação elétrica (chicote) do produto. Esse tipo de configuração, bem como a utilização de acessórios para conectar vários produtos em uma única tomada, geram uma queda de tensão elevada, ou seja, existe uma diferença muito grande entre a tensão nominal fornecida pela concessionária e a tensão nos terminais do compressor.

 

ALTERNATIVAS PARA O R12

Altera nativas ao R12 - misturas (blends)

O uso dos CFCs, dentre eles o R12, prejudica a camada de ozônio. Por isso foram sofrendo restrições ao uso pelo Protocolo de Montreal.Em alguns casos serão banidos como será o caso do R12. Daí a importância de saber quais as alternativas para a substituição dele nos reparos em que seja necessário dar um nova carga de gás.Podemos dizer que existem 4 misturas de fluídos refrigerantes para substitui o R12, dependendo da aplicação. Todas foram desenvolvidas com o objetivo de obter um fluído refrigerante com pressões e temperaturas bastante próximas às do R12, sem causar danos à camada de ozônio.É importante lembrar que um compressor para uso com o R134a e o próprio R134a não devem ser aplicados em sistemas que já tenham operado com o R12 ou mistura. As impurezas e os resíduos de óleo lubrificante que permanecem no sistema são incompatíveis com o R134a e o óleo éster.Devido a diferença de densidade dos componentes da mistura, a carga de gás deve ser feita na forma de líquido e o compressor deve permanecer desligado.Os materiais utilizados como isolamento do motor elétrico de um compressor hermético devem manter suas propriedades físicas e químicas inalteradas durante a vida útil do sistema. O fluido refrigerante substituto ao R 12 e o óleo lubrificante irão criar uma nova atmosfera química dentro do compressor. Constatou-se que a reação química ao isolamento do motor elétrico, é mais severo na presença de R 22 + óleo mineral do que R 22 + óleo alquilbenzeno. Como grande parte das misturas de fluidos refrigerantes utilizam o R 22 como um de seus componentes, é necessário que o compressor utilize

óleo sintético alquilbenzeno aditivado. Não devem ser utilizada misturas de fluidos refrigerantes com óleo mineral.O filtro secador normalmente utilizado para sistemas que operam com R 12, deverá ser substituído por um compatível com a mistura. Entre os filtros secadores com molecular sieves comercializados no mercado poderemos utilizar o XH9 ou o Universal (MS594).Para a maioria dos sistemas, a carga de gás da mistura deve ser de 75% a 90% do peso da carga original de R12.Misturas (blends) recomendadosRefrigerante Fabricante Composição Aplicação recomendada

Suva MP66 (R401b)

DuPont61% R22

11% R152a28% R124

Temperatura de evaporação menor do que -23oC.

Suva MP39(R401a)

DuPont53% R2213 % R152a34 % R124

Temperatura de evaporação maior do que -23oC.

FX56 (R409a) Elf Atochem60% R2215% R142b25% R124

Aplicações de média e baixa evaporação

Isceons-49 (R413a)

DuPont88% R134a9% R2183% R600a

Aplicações de média e baixa evaporação

R 134

Os fabricantes estão continuamente desenvolvendo novos tipos de refrigerantes que reunam o máximo possível de propriedades desejáveis. Desse desenvolvimento contante surgiu o R 134 a.Ele é um refrigerante não prejudicial ao meio-ambiente que evita a degradação da camada de ozônio. Ele é o refrigerante ideal, recomendado oficialmente como substituto do R 12, que destroí a camada de ozônio.História do R 134 a:Protocolo de Montreal: em novembro de 1992 foi decidido que o limite de uso do R 22 seria em dezembro de 1996.Apenas nos países em desenvolvimento é permitido produzir cerca de 10 a 15% do consumo de 1992. É o caso do Brasil.O resultado da diminuição da produção é a relativa escassez desse gás e o aumento nos custo:R 22: R$ 9,36 o kgR 12: R$ 18,40 o kg

Propriedades físicas do R 134 a:

Muito semelhantes a do R 12; Temperatura de evaporação de -15° a 12° C; Capacidade volumétrica igual ou superior à do R 12;

Estrutura molecular diferente da do R 12: pode escapar mais facilmente através de micro vazamentos;

Não é inflamável nem tóxico. Trabalha com óleos sintéticos: apenas esses se misturam com o R 134 a; No

entanto a combinação de ambos absorve mais água que o R 12 e óleo mineral –para evitar esse problema normalmente isa-se um filtro secador especial adaptado a estrutura molecular do R 134 a.

Detalhes das instalações com R 134 a:O tubo capilar, em pequenas instalações de refrigeração hermética, deve ser 10 a 15 % mais comprido do que o tubo capilar, em instalações com R 12;É aconselhável ter ferramentas e equipamentos exclusivos para o R 134 a. Elas não devem ser usadas nem ter tido contato com o R 12 e nem óleo mineral. Existem equipamento construídos para o uso exclusivo com o R 134 a.Na detecção de vazamentos pode se usar aparelhos eletrônicos ou então uma lâmpada ultra-violeta. No élo das instalações com R 134 a existe um aditivo que emite uma luz fluorescente quando iluminado por uma lâmpada ultra-violeta. Detectar fugas através de chama não funciona para o R 134 a.Substituição do R 12 por R 134 a numa instalação:É possível fazer essa mudança sem trocar os principais componentes como compressor, evaporador e condensador;É necessário trocar o refrigerante e o óleo bem como o dispositivo de expansão e o filtro secador:

Retirar tanto quanto possível o óleo existente (cerca de 15% fica no compressor quando esvaziado normalmente);

Encher o aparelho com óleo sintético aprovado pelo fabricante do compressor; Durante algum tempo a instalação funcionará com R 12. No entanto o óleo

sintético deve ser mudado com regularidade até atingir um elevado grau de pureza (menos de 1%);

Substituir o dispositivo de expansão e o filtro secador por outros apropriados para R 134 a, com as dimensões corretas;

Carregar finalmente com R 134 a; Não é aconselhável substituir o R 12 pelo R 134a em instalações de refrigeração

herméticas com tubo capilar

PRESSOSTATOS

Pressostatos

Não exisitira Refrigeração Mecânica sem que um fluído REFRIGERANTE sofresse mudança em sua pressão ao longo do cliclo de refrigeração, num processo constante.

No entanto, a variação de pressão, quando passa de certos limites, pode danificar alguns componentes. Para evitar que isso ocorra são utilizados pressostatos.A função básica deles deles é proteger os componentes do ciclo de refrigeração contra a sobrepressão (pressão mais alta do que a aceitável) ou subpressão (mais baixa do que a aceitável) durante o funcionamento do equipamento.Eles avaliam a pressão do lado de alta e do lado de baixa e em compressores semi-herméticos, também a pressão do óleo. A vartiação do do nível de pressão do fluído refrigerante no ciclo fazem atuar os contatos elétricos do pressostato que podem controlar ventiladores, alarmes e até mesmo o compressor.

COMPONENTES ELÉTRICOS

Componentes eletricos do sistema de refrigeracao

Termostato

E um componente cuja função e a de controlar a temperatura ambiente mantendo-a o mais estável possível. Ele atua parando ou colocando em funcionamento o compressor, automaticamente.E constituído de um bulbo, um capilar e contatos elétricos, conforme vemos na foto abaixo:

Seu funcionamento baseia-se no principio da dilatacao dos corpos. O termostato contem em seu capilar um gás que pode ser dióxido sulfúrico, cloreto de metila, gás utilizado no sistema ou outro similar.

A dilatação ou contracao das moléculas do gas transmite este movimento a um fole acoplado a uma peca móvel que atua fechando ou abrindo os contatos e, dessa forma ligando ou desligando o compressor. Teste do termostatoEle pode ser testado através da verificação de continuidade com um multímetro:

1. Desliga-lo do circuito;2. Girar o botão para posição desligado;3. Colocar a ponta de prova entre os dois terminais;4. Verificar continuidade – não deve existir. Girando-se o botão para

posição ligado, ouve-se um "click", e deve passar a dar sinal de continuidade;*

5. Com o botão na posição ligado, dirigir um jato de R22 para o bulbo. Se estiver funcionado bem não deve dar continuidade.

* para temperatura ambiente acima de 18o. C (para termostato frio) e abaixo de 26o. C (para termostato CR)

Termostato descongelanteE utilizado somente nos aparelhos ciclo reversos. Trabalha normalmente fechado. Sua funcao e inverter o ciclo calor para o frio, quando houver um inicio de congelamento no condensador. Normalemente esta fixado na lateral esquerda do condensador.Teste do termostato descongelante

localizar seus terminais no painel de comando e, retirando-os, realizar a seguinte operacao:

com as pontas de prova do multimetro na Ohm x 1 toque os terminais. O termostato esta bom se apresentar as duas condicoes seguintes:

em ambiente acima de 10o C o marcador do multimetro deve se movimentar;

em ambiente abaixo de - 4o C o marcador do multimetro nao deve acender.

Obs.: para conseguir temperatura ambiente abaixo de - 4o C, dirija uma jato de R22 sobre o termostato

Chave seletora

E um componente cuja função e a de selecionar o contato entre os diversos componentes elétricos. O defeito mais comum que apresentam e seus contatos ficarem permanentemente abertos ou fechados (colados). Apesar de haverem diversos tipos de chave seletora, as caracterisiticas de funcionamento são iguais em todas.

Teste da chave seletoraDeve-se seguir as etapas abaixo para testa-las:

1. Coloque a chave na posição desligada;2. Retire todos os terminais do circuito, deixando livres os bornes da chave;3. Colocar uma ponta ponta de prova do multímetro num terminal da

chave;4. Com a outra ponta de prova tocar os demais terminais. Não deve haver

continuidade;5. Com o multímetro na mesma posição, encosta-se nos terminais, um de

cada vez, ao mesmo tempo em que se gira o botão da chave. Deve haver continuidade.

Protetor térmico (de sobrecarga)

Os sistemas de refrigeração são equipados com dispositivos térmicos de segurança que protegem-no contra um excesso de corrente (alta amperagem). E ligado em serie com o circuito que alimenta o compressor

Internamente são constituídos por dois tipos de metais com coeficientes de dilatação térmicas diferentes. Um aquecimento sofrido por um excesso de amperagem causara uma dilatação maior em um dos metais, abrindo o circuito. Teste do Protetot térmicoSeu funcionamento adequado pode ser verificado através da seguinte forma:

1. colocar o aparelho em funcionamento;2. Levar o termostato a posição máxima (mais frio)3. Desligar o aparelho, ligando-o imediatamente a seguir. O protetor devera

desligar o compressor.O funcionamento pode ser ainda ser verificado através de um multímetro, encostando as pontas de prova nos terminais de ligação. Deve haver continuidade.

Capacitores

Os capacitores sao constituidos de dois condutores (armaduras) separados por um material isolante (dieletrico). Aplicando-se uma diferenca de potencial eletrico entre suas placas ocorrera o armazenamento de carga eletrica.

Nos ar-condicionados sao usados dois tipos de capacitores: um de partida (eletrolitico) e outro de marcha (a oleo) tambem conhecido como capacitor de fase ou permamente.Os capacitores eletroliticos aumentam o torque de partida do compressor. Sua presenca e muito importante. Na partida do compressor, a energia eltrica necessaria sera fornecida em parte pelo capacitor e em parte pela instalacao eletrica do local, sendo dessa forma a queda de voltagem bem menor.Os capacitores eletroliticos devem funcionar na forma vertical, com os terminais da armadura para cima.Os capacitores a oleo sao projetados pra ficarem ligados circuito pemanentmente. Sua capacidade em Microfarads geralemnte e pequena. Sua principal funcao e aumentar o fator de potencia.Nos ar-condicionados, o enrolamento de partida, mesmo depois do sistema ter adquirido sua rotacao normal, permanece funcionando, ligado ao capacitor, de forma a melhorar o fator de potencia do compressor.

Tensao de rutura

Uma tensao excessiva aplicada as placas do capacitor trara como consequencia a rutura do dieltrico, inutilando sua capacidade de isolante. A tensao de rutura e expressa em volts. Assim, podemos ver impressos nos capacitores, por exemplo, o valor 132 MFD - 120 Volts, onde 120 Volts e a tensao de rutura do dieletrico.

falar sobre corrente rms, pico e mostrar foto com dados de um capacitor.

Teste de capacitores

Consideramos os capacitores defeituosos quando apresentam:1. deformacoes;2. vazamento de liquido;3. circuito interno aberto;4. curto-circuito.

Para deterctar os defeitos 3 e 4 usamos o multimetro na escala Ohm x 100 ligar as duas pontas de prova do instrumento nos bornes do capacitor e

verificar:1. sempre que o marcador da escala se movimentar para o nivel mais

baixo da escala e voltar lentamente para o nivel mais alto o capacitor esta bom;

2. quando o marcador se movimentar para a medida mais baixa e la permanecer, o capacitor esta em curto. Troque-o;

3. quando o marcador nao se movimentar em nenhum sentido, o capacitor esta aberto. Troque-o.

Bobina da valvula rerversora

A bobina da valvula reversora e usada nos aparelhos de ciclo reverso. Sua funcao e permitir a movimentacao da haste da valvula, para que esta opere no ciclo de calor.colocar foto de uma bobina e tentar esquema de funciomaneto

Teste da bobina

Ela deve ser testada na propria valvula: aplicar nos terminais da bobina a tensao correspondete de sua tensao

de trabalho. A bobina ficara energizada e a haste da valvula se movimentara, provocando um estalo - neste caso a bobina esta boa;

quando a valvula estiver trancada, em vez do estalo sera percebida uma vibracao e a bobina estara boa. O defeito esta localizado na valvula.

Reles

Em geral os motores de refrigeradores sao colocados em marcha por intermedio de um rele, chamado de partida. O rele e uma chave automatica que tira do circuito o enrolamento auxiliar do compressor e o capacitor de partida (se houver), assim que a rotacao de trabalho tenha sido atingida.

Apesar da tendecia ataul dos fabricantes ser optar pela diminuicao de componentes, visto muitas equipamentos modernos nao possuirem nem rele nem capacitor de partida, e importante termos nocao do funcionamento, dado o grande numero de equipamentos que ainda os utilizam.A bobina do rele e ligada ao terminal comum do compressor pro uma extremidade e, em serie com o capacitor de partida e a fase do compressor na outra extremidade. A tensao da bobina do rele e diretamente proporcional a velocidade do motor. Quando este atinge sua velocidade normal de trabalho, a tensao na bobina tera formado um campo magnetico, desligando os contatos e, consequentemente, o enrolamento auxiliar do compressor.esquema eletrico de funcionamento rele/ verificar melhoria no texto acimaO desenrolar desta operacao e efetuado em frações de segundo.

RELÊ

Relê

Um relê é uma chave eletromecânica formada por um eletroímã e um conjunto de contatos. Os relês existem em uma grande gama de dispositivos elétricos. Não é diferente na refrigeração.Construção de um relêOs relês são dispositivos simples e possuem quatro partes:

eletroímã; armadura que pode ser atraída pelo eletroímã; mola; conjunto de contatos elétricos;

Como funciona o relêNa figura abaixo você pode perceber que o relê é formado por dois circuitos independentes. O primeiro está na parte inferior e funciona com o eletroímã.

Neste circuito, uma chave controla a potência do eletroímã. Quando a chave está ligada, o eletroímã é ativado e atrai a armadura (azul). A armadura funciona como um chave no segundo circuito. Quando o eletroímã está energizado, a armadura completa o segundo circuito e a luz se acende. Quando o eletroímã não está energizado, a mola puxa a armadura e o circuito não se completa. Neste caso, a luz não acende.

Quando especificamos um relê, devemos levar em conta:

a voltagem e corrente necessárias para ativar a armadura;

a voltagem e corrente máximas que a armadura e contatos da armadura podem suportar;

o número de armaduras (geralmente, uma ou duas); o número de contatos da armadura; geralmente, um ou dois (o relê da imagem

acima tem dois, mas um não é utilizado); se o contato (caso exista apenas um contato) está normalmente aberto (NA) ou

normalmente fechado (NF).

AplicaçõesA função do relê é utilizar pequena quantidade de energia eletromagnética (proveniente, por exemplo, de um pequeno interruptor ou circuito eletrônico simples) para mover uma armadura que pode transmitir uma quantidade de energia muito maior. Podemos, por exemplo, utilizar 5 volts e 50 miliamperes para ativar o eletroímã e energizar uma armadura que suporta 220V AC em 15 ampéres (3.300 watts).

Os relês são comuns em eletrodomésticos, principalmente quando existe um controle eletrônico que liga algo como um motor ou uma lâmpada. Esse é o principal motivo pelo qual são muito utilizados em placas de splits.

CONTATORAS

Contatores

O princípio de funcionamento do contator é através da atração magnética criada pela corrente elétrica ao atravessar um fio condutor.

As principais partes de um contator são: núcleo fixo, núcleo móvel, contatos fixos, contatos moveis e a bobina de alimentação. Quando energizamos a bobina, a corrente elétrica que a atravessa cria um campo magnético que atrai o núcleo móvel. Colados ou fixado no núcleo móvel estão os contatos moveis que descem e encostam nos contatos fixos fechando assim o circuito

Contatores para motoresOs contatores para motores tem as seguintes características:

Dois tipos de contatos com capacidade de carga diferentes ( principal e auxiliares);

Maior robustez de construção; Possibilidade de receber relés de proteção; Existência de câmara de extinção de arco voltaico; Variação de potência da bobina do eletroímã de acordo com o tipo do contator; Tamanho físico de acordo com a potência a ser comandada; Possibilidade de ter a bobina do eletroímã secundário;

Os principais elementos construtivos de um contator são:

Contato Principal; Contato Auxiliar; Sistema de Acionamento; Carcaça; Acessórios

Contatos PrincipaisOs contatos principais tem a função de estabelecer e interromper correntes de motores e chavear cargas resistivas ou capacitivas.O contato é realizado por meio de placas de prata cuja vida útil termina quando essas placas estão reduzidas a 1/3 de seu valor inicial.Contatos AuxiliaresOs contatos auxiliares são dimensionados para comutação de circuitos auxiliares para comando, sinalização e intertravamento elétrico.Eles podem ser do tipo NA (normalmente aberto) ou NF (normalmente fechado) de acordo com a sua função.Sistema de acionamentoO acionamento dos contatores pode ser feito com corrente alternada ou corrente contínua.

Após a desenergização da bobina de acionamento, o retorno dos contatos principais (bem como dos auxiliares) para a posição original de repouso é garantido pelas molas de compressão.CarcaçaA carcaça dos contatores é constituída de 2 partes simétricas (tipo macho e fêmea), unidas por meio de grampos.

Retirando-se os grampos de fechamento do contator e sua capa frontal é possível abri-lo e inspecionar seu interior, bem como substituir os contatos principais e os da bobina.

A substituição da bobina é feita pela parte superior do contator, através da retirada de 4 parafusos de fixação para o suporte do núcleo.

FuncionamentoA bobina eletro magnética quando alimentada por um circuito elétrico forma um campo magnético que se concentra no núcleo fixo e atrai o núcleo móvel.

Como os contatos móveis estão acoplados mecanicamente com o núcleo móvel, o deslocamento deste no sentido do núcleo fixo movimenta os contatos móveis.

Quando o núcleo móvel se aproxima do fixo, os contatos móveis também devem se aproximar dos fixos, de tal forma que, no fim do curso do núcleo móvel, as peças fixas imóveis do sistema de comando elétrico estejam em contato e sob pressão suficiente.O Comando da bobina é efetuado por meio de uma corrente elétrica que passa num circuito em série com a bobina. A velocidade de fechamento dos contatores é resultado da força proveniente da bobina e da força mecânica das molas de separação que atuam em sentido contrário.

As molas são também as únicas responsáveis pela velocidade de abertura do contator, o que ocorre quando a bobina magnética não estiver sendo alimentada ou quando o valor da força magnética for inferior á força das molas.Vantagem do emprego de contatores

Comando á distância; Elevado número de manobras; Grande vida útil mecânica; Pequeno espaço para montagem; Garantia de contato imediato; Tensão de operação de 85 a 110% da tensão nominal prevista para contator.

Montagem dos contatoresOs contatores devem ser montados de preferência verticalmente em local que não esteja sujeito a trepidação. Em geral, é permitido uma inclinação máxima do plano de montagem de 22,5 em relação a vertical, o que permite a instalação em naivos. Na instalação de contatores abertos, o espaço livre em frente a câmara deve ser no máximo de 45mm.

FERRAMENTAS PARA MANUSEIO

Nesse modulo mostraremos como preparar tubos de cobre para conexao, flangea-los e solda-los, se for caso. Para executar esta tarefa e preciso conhecer um pouco sobre metais, regua graduada, paquimetro, cortador de tubos, conexoes, flangeador e alargador.Genericamente metal e definido como uma substancia que tem brilho proprio e conduz calor e corrente eletrica.

Cobre e um metal muito usado na industria. E um bom condutor de eletricidade e, por ser flexivel, pode ser estirado e transformado em fios. Para uso industrial, o cobre se apresenta sob a forma de vergalhao, chapa, fio e tubo. Na Colortel, na parte da refrigeracao, so nos preocuparemos com o cobre em forma de tubo.Comercialmente ele e vendido pelo diametro externo da parede, em polegadas e com espessura interna da parede de 1/32". As medidas que comumente sao utilizadas sao as seguintes:

Diametro externo

Espessura da parede

kg por metro

1/4" 1/32" 0,1245/16" 1/32" 0,1583/8" 1/32" 0,1991/2" 1/32" 0,2635/8" 1/32" 0,3333/4" 1/32" 0,4037/8" 1/32" 0,473

Paquimetro

E um instrumento de precisao usado para tomar medidas lineares, que apresentem comprimento, largura, altura e espessura de pecas. Permite a leitura de fracoes de milimetros e de polegadas por meio de uma escala chamada nonio ou vernier.A precisao do paquimetro varia. Em geral e de 0,05 mm, 1/128" ou 0,001". E composto de duas partes principais: corpo fixo e corpo movel. O corpo movel, onde fica a escala de nonio e chamado de cursor (figura 1).

A leitura do paquimetro em decimo de milimetro e feita na escala nonio, que tem comprimento total de 9 mm e esta dividida em 10 partes iguais: 9 mm: 10 = 0,09 mm. Cada divisao de nonio e 0,1 mm menor do que cada divisao da escala em milimetros. Depois, contar os tracos de nonio ate encontrar um que coincida com um traco da escala de milimetros, para obter os decimos de milimetro.

Cortador de tubos

E uma ferramenta feita de duraluminio e aco, que permite cortar tubos para a realizacao das operacoes de substituicao dos componentes do ciclo de refrigeracao ou emenda de tubos.Alguns dispoem de roldanas e laminas de corte com diametro maior. Outros tem rebarbador para limpar a extremidade intrena do tubo quando o corte e feito.

Conexoes

Sao pecas utilizadas para unir dois ou mais tubos. Existem varios modelos, fabricados de acordo com o trabalho a ser executado.

Flangeador

E a ferramenta usada para dar forma a extremidade do tubo. O flangeamento permite vedacao completa quando se unem tubulacoes, valvulas e registros. E composto de base ou estampo e de um grampo que contem um parafuso em seu corpo.Na extremidade do parafuso encontra uma ponta cronica giratoria 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 condicoes do tubo e do flangeador. Por isso e necessario que os dois estejam em bom estado.

Alargador

E a ferramenta usada para alargar a estremidade do tubo de maneira a permitir colocar um dentro de outro que tenha o mesmo diametro, atraves da parte alargada.Existem tres tipos: de impacto, de expansao e de repuxo. O alargador de impacto e o mais comum e possui outro modelo, chamado de alargador de apendice, usao para inserir o capilar no tubo de succao.

O alargador de expansao e o mais pratico e perfeito, porem o menos comum. E constituido de mandril, que deve ser encaixado no tubo a ser expandido, e de uma alavanca. O alargador de repuxo so e usado em casos especiais, pois depende de uma maquina de furar, de coluna.

Corte de tubos

Para cortar tubos o primeiro passo e posicionar o tubo no cortador. Depois gire o prafuso do cortador ate que o disco de corte encoste levemente no tubo. Gire o cortador em volta do tubo apertando gradativamente a cada volta. O cortador deve ser girado levemente em volta do tubo, a fim de obter um corte perfeito.Evite presao exagerada pois ela pode provocar pressoes exageradas no tubo.Com o auxilio do rebarbador, tire as rebarbas do tubo, com cuidado para nao se ferir. Nao aprofunde muito o rebarbador. A parte da rebarba deve ser voltada para baixo, para que os residuos nao edslizem para o interior do tubo. 

Expansao de tubos com flangeador

Prenda o tubo na base do flangeador, no buraco correspondete a medida do tubo. Se for necessario faca uso do paquimento para medi-lo corretamente.Prenda no lado da base que possui furos escareados, isso e chanfrados. O tubo deve ser preso de modo que a parte a flangear nao fique muito saliente em relacao a superficie.Somente a pratica indicara qual altura da parte do tubo que ficara saliente para que uma boa vedacao seja alcancada. A foto a seguir e um bom exemplo para tubos de 3/8". Em seguida coloque o grampo do flangeador na base, de modo a ficar na posicao vertical. Rosqueio o parafuso do grampo de modo que a parte conica comprima completamente a extremidade do tubo. Se o flange ficar irregular, corte a parte flangeada do tubo, retire as rebarbas e faca novamente o flange. 

Uso do alargador

Para alargar tubos com o alargador de impacto, o primeiro passo e fixar o tubo na base do flangeador. Em seguida posicione o alargador na extremidade do tubo. Alargue o tubo, batendo no alargador com o martelo.

A cada martelada, gire o alargador para evitar que foique preso no tubo e tambem para nao deformar o tubo. O alargamento esta pronto quando a extremidade do tubo encostar no escalonamento do alargador.

DIAGNÓSTICANDO DEFEITOS

Diagnóstico de defeitos

Segurança antes de tudoO mais importante para a correta solução de problemas é a segurança.Desligue a força da unidade antes de retirar os painéis de comando. Se for necessário consertar dentro da unidade, com a força ligada, mantenha uma mão livre e não use anéis ou relógios. Estando um sistema fora de operação, não pense que os componentes elétricos ou o gabinete estão eletricamente isolados. Você pode receber um choque. Cuide para respeitar todas as etiquetas de aviso do fabricante.Mantenha o local à sua volta seguro executando corretamente as operações de recolhimento, evacuação e carga de gás. Não solte-o para a atmosfera.Jamais utilize oxigénio para os testes de vazamentos. Ele pode explodir na presença de óleo. Em vez do oxigénio, utilize nitrogénio de um cilindro equipado com regulador de pressão.

Tipo de problemaAgrupamos os problemas em duas categorias básicas: os problemas elétricos e os problemas do ciclo de refrigeração. Isso não quer dizer que todas as falhas se insiram completamente nessas duas categorias. Às vezes, enquadram-se em ambas.Por exemplo, um conector frouxo ou corroído no compressor pode fazer com que o compressor ligue e desligue de maneira intermitente. Embora o problema seja elétrico, ele aparenta ser um problema do ciclo de refrigeração.Inversamente, a contaminação num sistema mal evacuado pode formar ácidos que atacam o isolamento do motor do compressor e causam um curto na bobina. Esse é um problema no lado de refrigerante que aparenta ser um problema elétrico.

Diagnóstico de problemas elétricosExaminar os circuitos elétricos de um equipamento podem levar a pensar que a solução de problemas elétricos é complicado. Na verdade o processo é bastante fácil quando se aplica uma abordagen lógica

Antes de iniciar qualquer manutenção, é importante conhecer o processo de funcionamento do equipamento. Descubra o que deve acontecer e quando. Utilizar o esquema elétrico é fundamental.Em equipamentos com placa eletrônica (ou microprocessados) conhecer o processo de funcionamento é fundamental, pois não podemos ´ver` as funções e sequência e lógica executadas pela placaPrincípios básicos do diagnóstico de problemas elétricos

Utilize um processo de eliminação; Descubra quais as funções e os componentes que estão operando, antes de

procurar o que não estão operando; No caso de mais de um componente ou função estarem falhando e estiverem

conectados em paralelo, procure uma das duas coisas:o Um problema na fonte de energia;o Um único componente que esteja ligado a todas as funções afetadas

Exemplo:Neste exemplo, um contato controla tanto o motor do compressor como o motor do ventilador externo. Se nenhum dos dois estiver funcionando, deve-se suspeitar do contato.

Se o equipamento na qual você estiver fazendo manutenção tiver uma placa eletrônica, não substitua automaticamente a placa. Verifique primeiro se ela está defeituosa. Muitas vezes o sistema interno de diagnóstico indicará uma falha .Se a placa estiver falhando, procure determinar se existe uma causa externa. Caso contrário, existe o risco de ver a falha repetir-se. Um manuseio incorreto, picos de tensão, calor excessivo, bem como poeira, pó e fiapos podem causar danos aos controles elétricos.

Diagnóstico de problemas do ciclo de refrigeraçãoUm cuidado básico ao se diagnosticar defeitos no ciclo de refrigeração é lembrar que o que primeiro parace ser o problema costuma ser apenas o sintoma de um problema ainda mais básico.Exemplo:A maior parte dos problemas relacionados com o gás refrigerante, quando deixados sem solução, resultam na falha do compressor. No exemplo ao lado um excesso de gás fez com que nem todo ele evaporasse no evaporador. Com isso o compressor bombeou refrigerante sobre a forma de líquido e causou a quebra das válvulas do compressor. O técnico que pense que o problema está no compressor, fará provavelmente a primeira de

muitas trocas desnecessárias. Se a causa raiz não for determinada, o próximo compressor também está condenado a falhar.

Para chegar ao problema real, é preciso usar uma abordagem lógica. Neste módulo, passaremos como fazer isso para resolver problemas do ciclo de refrigeração.

Abordando um problema do ciclo de refrigeração de forma lógicaColete e observe:1. Obtenha as informações do fabricante sobre a operação do equipamento;2. Obtenha as informações do cliente;3. Execute uma inspeção visual preliminar da unidade sem energia;4.Utilize os seus sentidos para executar uma inspeção preliminar do sistema energizado;Leia e calcule os sinais vitais5. Leia e registre os sinais vitais do sistema (O que está acontecendo?); 6. Calcule o subresfriamento do líquido refrigerante no dispositivo de expansão (capilar ou outro);7. Calcule o superaquecimento do gás refrigerante na sucção do compressor;Compare os valores atuais e padrão8. Determine o que é padrão para o equipamento (O que deveria estar acontecendo?);9. Compare as condições padrão com as atuais;Resolva o problema10. Execute as análises básicas de sintomas;11. Execute as análises recomendadas pelo fabricante;12. Execute a análise dos componentes ou do sistema através de um processo de eliminação com as tabelas fornecidas aqui.

A resolução de problemas costuma ser realizada em quatro níveis 

Nível 1 Observação física

Nível 2 Análise de sintomas básicos

Nível 3 Análise do diagnóstico de problemas do fabricante

Nível 4 Análise do sistema e componentesMuitos problemas serão identificados com o simples uso dos nossos sentidos para verificar o sistema enquanto está desligado ou operando.Quando esse método não permite identificar o problema, execute a análise de sintomas básicos.

A análise de problemas do fabricante, quando presente, deve ser utilizada quando a análise de sintomas básicos se mostra ineficiente.A análise do sistema e de componentes, com a ajuda das tabelas desse módulo deve ser utilizada como último recurso. Um processo passo-a-passo de eliminação identificará problemas de difícil localização graças às tabelas.No caso da inspeção física não localizar o problema, será necessário verificar os sinais básicos do sistema tais como temperaturas e pressões e comparar os mesmos com os valores padrões do fabricante.Os dois primeiros níveis – exame físico e análise de sintomas básicos – devem localizar cerca de 80% dos problemas relacionados com o ciclo de refrigeração. Caso isso não ocorra ainda existem dois níveis adicionais.A análise do diagnóstico de problemas do fabricante tem como melhor maneira para localizar um problema seguir o método prescrito pelo fabricante do equipamento sobre o qual você está consertando. Em geral isso é feito através de uma tabela de defeitos, causas e soluções.Como último nível, existe a análise de sistema e componentes. São necessárias medições adicionais das temperaturas e pressões, bem como um processo passo-a-passo de eliminação para isolar o problema.É útil registrar os dados reais do equipamento numa planilha que pode ser utilizada também para registrar os valores de operação do equipamento. Isso facilita a comparação das condições de operação com as reais apresentadas pelo equipamento.

Por fim ter em mente que a ferramenta mais poderosa para a solução de problemas em equipamentos de refrigeração é um profundo conhecimento da teoria e do ciclo de refrigeração. Isso ajudará a prever como um problema que ocorre num ponto afetará outras partes do ciclo. Todo esse curso tem exatamente esse objetivos: passar esse conhecimento.

CLIMATIZADORES

Climatizadores (resfriadores) Evaporativos

Os climatizadores evaporativos são baseados na evaporação de água que é um processo que retira muito calor do ambiente. Por exemplo, um litro de água consome cerca de 2.320 BTUS para evaporar à temperatura ambiente.A evaporação da água é a forma como a temperatura do corpo humano é controlada: em dias de calor eliminamos milhares de gotículas de água pelos poros que, ao evaporarem, esfriam o corpo. Chafarizes em pátios fechados são um dos recursos utilizados há milhares de anos para criar um microclima agradável, usando o processo de resfriamento evaporativo. Outro exemplo de resfriamento evaporativo muito usado, nesse caso para esfriar água, é a moringa de barro para guardar água potável. A evaporação da água pela parede porosa mantém a água da moringa fresca o dia todo.Princípio de funcionamentoO climatizador possui um ventilador que aspira ar externo através de um painel evaporativo, sobre o qual água é circulada continuamente por uma pequena bomba. A água que evapora é reposta por uma bóia que mantém nível constante no reservatório. O painel evaporativo do climatizador normalmente é composto por camadas de papel kraft de alta qualidade, ondulado, poroso, impregnado com uma resina que confere grande rigidez e durabilidade. Uma vez coladas, as camadas formam blocos ou colméias de área superficial muito grande, que oferecem baixa resistência ao fluxo de ar.A redução de temperatura obtida com o processo de climatização evaporativa, depende fundamentalmente da umidade relativa do ar. Quanto mais baixa a umidade relativa maior a redução de temperatura obtida.

Temperatura de entrada do ar 25o.C 32o.C 37o.C

Umidade Relativa Redução de temperatura

30% 8,5o.C 9,5o.C 11,0o.C

40% 7,0o.C 8,0o.C 8,5o.C

50% 5,5o.C 6,5o.C 7,0o.C

60% 4,5o.C 5,0o.C 5,5o.C

75% 2,5o.C 2,5o.C 3,0o.CPor padrão a umidade relativa varia ao longo do dia de modo inverso à variação da temperatura, ou seja, quanto mais quente menor a umidade relativa, o climatizador evaporativo consegue obter a maior redução de temperatura justamente nas horas mais quentes do dia e principalmente nos dias mais quentes, quando há maior necessidade de resfriamento. O climatizador evaporativo atenua significativamente o pico de temperatura, que ocorre entre as 10 horas e 17 horas.Requisitos para o funcionamento dos climatizadores evaporativos

A não ser que se deseje apenas elevar a umidade do ambiente, o ar que sai do climatizador evaporativo não deve recircular pelo equipamento. Na configuração ideal, ele é embutido em uma parede. Assim, o equipamento aspira sempre ar externo e gera uma pressão positiva dentro do ambiente o que também facilita a renovação de todo o ar interno. Quando é necessário instalar o equipamento dentro do ambiente, ele deve ser posicionado em frente a uma janela, porta ou outra abertura para o exterior. O equipamento também pode ser utilizado para produzir uma região de conforto térmico pontual ao ar livre ou dentro de grandes ambientes.

A troca contínua do ar ambiente por ar resfriado é fundamental para manter as condições de conforto térmico no ambiente. Assim, o ar produzido pelo climatizador evaporativo deve ter saída adequada do ambiente. O ar deve percorrer toda a região a ser climatizada e encontrar saídas naturais (portas, janelas ou outras aberturas com área compatível com a vazão de ar produzida), situadas em locais apropriado. Quando as saídas naturais forem insuficientes ou inexistentes, devem ser instalados exaustores. A localização correta das aberturas naturais ou dos exaustores é fundamental para se criar o padrão de circulação de ar desejado no ambiente.

TiposExistem dois tipos de climatizadores evaporativos:

climatizadores evaporativos: em alguns casos com formato muito parecidos com de evaporadoras de splits

climatizadores evaporativos por nebulização: usam potente bombas de água para aspergir gotas usando ou não ventiladores

Comparativo entre os aparelhos para climatização de ambientes

Climatizador evaporativo

Ar condicionado convencional e split

Climatizador evaporativo por nebulização

Ventilador/ exaustor

Custo baixo alto baixo muito baixo

Consumo de energia

baixo muito alto baixo baixo

Requisitos do ambiente

Ambiente aberto porque trabalha com

grande renovação de ar (próxima a

100%)

Deve ser fechado o máximo

possível porque trabalha com

pouca renovação de ar

Deve ter pé direito (altura) alto ou ser ao

ar livre

Sem requisitos específicos

Efeito na temperatura

Resfria o ar de acordo com a

temperatura de bulbo úmido

local

Esfria o ar de acordo com a temperatura

selecionada no termostato

Resfria o ar de acordo com a

umidade relativa do ambiente

Não altera temperatura do

ar, apenas movimenta o ar

quente

Efeito na umidade

Aumenta a umidade

relativa do ar sem atingir a

saturação

Seca o ar

Aumenta a umidade

relativa. Muito difícil evitar a

saturação. Em dias mais

úmidos molha o ambiente.

Não altera a umidade

Efeito na saúde

Bom devido a grande

renovação de ar. A

umidificação do ar é um

benefício adicional em climas muito

secos.

Ar muito seco e a baixa taxa de

renovação do ar são prejudiciais a

saúde.

A umidificação do ar é um

benefício em climas muitos

secos

São úteis para reduzir os

efeitos prejudiciais do

calor excessivo. A exaustão é

fundamental em ambientes com geração

de calor ou de poluentes.

Impactos no Meio Ambiente

Nenhum impacto negativo

O alto consumo de energia pode

acarretar um pesado ônus para o meio ambiente.

Quando usam gás CFC ou HCFC são

prejudiciais à camada de

ozônio

Nenhum impacto negativo.

Nenhum impacto negativo.

Manutenção baixa e simplesalta e

especializada

alta (bicos entopem com frequência e precisam ser

limpos ou substituídos

muito baixa