Dimensionamento de Tubulação de Cobre – Air-Split

Objetivo

O objetivo deste material é fornecer condições de que mecânicos técnicos e

engenheiros envolvidos em projetos e instalação de condicionadores de ar do tipo Air-

Split (Sistema Dividido) sejam capazes de determinar o diâmetro da tubulação de

cobre utilizadas na instalação destes equipamentos.

Sabemos bem que em geral os fabricantes dos condicionadores de ar, tipo

split, fornecem os diâmetros para as tubulações utilizadas em seus equipamentos,

mas que muitas vezes existem condições em que os catálogos do fabricante parecem

faltar informações precisas sobre qual diâmetro escolher, para uma determinada

condição de instalação, sendo assim, este conteúdo escrito será muito útil para

solucionar estas dúvidas.

Recomendação

Para que seja mais fácil o entendimento do princípio de determinação do

dimensionamento da tubulação de cobre para condicionador de ar do tipo Air-Split,

que consta neste texto, é recomendável que se leia antes o material técnico publicado

neste Site, da Escola SENAI “Oscar Rodrigues Alves” intitulado de “Perda de Carga”.

Tubos de cobre

De maneira geral, o tipo de material empregado para tubulações que

conduzem fluido refrigerante depende da dimensão e da natureza da instalação

frigorífica, do fluido refrigerante usado, do custo dos materiais e de mão de obra.

Contudo, para instalações de condicionadores de ar do tipo split que, como a

maioria das instalações de refrigeração utiliza como fluido refrigerante o R22, o mais

comum é utilizar tubos de cobre.

Observação

O fluido refrigerante R22 é do tipo halogenado. Outros fluidos refrigerantes

dessa família são R134a, R410A, por exemplo.

Os tubos de cobre podem ser escolhidos de acordo com o tipo de tratamento

térmico ao qual o metal foi submetido durante seu processo de fabricação. Esse

tratamento é chamado de têmpera.

Em instalações de condicionamento de ar do tipo split são utilizados os tubos

de cobre de têmpera dura, que são tubos do tipo rígido, vendidos em barras,

conhecidos como tubos do tipo k. Este tipo de tubo, após instalação da tubulação que

normalmente fica aparente, apresenta um bom visual quando a instalação fica pronta.

Os tubos de cobre do tipo têmpera branda, comercializados em rolos,

conhecidos como tubos do tipo L, são muito utilizados nas instalações dos

condicionadores de ar split, devido à facilidade que apresentam durante a instalação,

já que podem ser facilmente dobrados e carregados.

Apesar desses tubos já terem suas medidas padronizadas em mm (milímetros)

no sistema internacional de medidas, é muito comum no Brasil, a comercialização no

antigo sistema britânico, ou seja, em polegada. A tabela a seguir apresenta as

medidas de tubos de cobre do tipo L com suas dimensões em polegadas e em mm.

Dimensões de tubos de Cobre

Diâmetros Área superficial por metro

de comprimento

Diâmetro Nominal

in mm Exterior

mm Interior

mm

Espessura da

parede do

tubo mm

Peso por metro de

tubo Kg/m

Área interna do tubo

mm2 Exterior

m2 Interior

m2

¼ 6 6,35 4,77 0,79 0,1239 18 0,02 0,0149 3/8 10 9,52 7,94 0,79 0,1946 50 0,03 0,0249 ½ 12 12,7 10,92 0,89 0,295 94 0,04 0,0343 5/8 15 15,58 13,84 1,02 0,424 151 0,05 0,0435 ¾ 19 19,05 16,92 1,07 0,539 225 0,06 0,0531 7/8 22 22,23 19,94 1,14 0,677 312 0,07 0,0626

1 1/8 28 28,58 26,04 1,27 0,973 532 0,09 0,0818 1 3/8 35 34,93 32,13 1,40 1,316 811 0,11 0,1009 1 5/8 42 41,28 38,23 1,52 1,701 1148 0,13 0,1201 2 ½ 54 53,98 50,42 1,78 2,606 1997 0,17 0,1584

2 5/8 67 66,68 62,61 2,03 3,69 3079 0,209 0,1967 3 1/8 79 79,38 74,80 2,29 4,95 4395 0,249 0,2350 3 5/8 92 92,08 87,00 2,54 6,39 5944 0,289 0,2733 4 1/8 105 104,78 99,19 2,79 8,0 7727 0,329 0,3116 5 1/8 130 130,018 123,83 3,18 11,32 12041 0,409 0,3890 6 1/8 156 155,58 148,46 3,56 15,18 17311 0,489 0,4664 Fonte: ASHRAE HANDBOOK – HVAC System 1992

Perda de Carga Sempre que um fluido se desloca no interior de uma tubulação dois fenômenos

acontecem:

1) o atrito deste fluido com as paredes internas desta tubulação,

2) turbulência do fluido com ele mesmo.

Esse fenômeno faz com que a pressão que existe no interior da tubulação vá

diminuindo gradativamente à medida que o fluido se desloca dentro da tubulação.

Essa diminuição da pressão é conhecida como perda de carga.

A perda de carga diminui a eficiência do sistema frigorífico, fazendo com que o

compressor tenha que executar um maior esforço para movimentar o fluido,

dimuinuindo o seu tempo de vida útil, além de acarretar uma diminuição da

capacidade frigorifica do sistema e aumentar o consumo de energia elétrica.

Como é impossivel evitar a perda de carga, a ASHRAE (American Society of

Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, ou seja, Sociedade Americana

de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado) que é uma

associação de normalização internacionalmente aceita e prestigiada, estabeleceu uma

norma para a máxima perda de carga admitida para as tubulações de refrigeração.

No caso da tubulação de sucção, que emprega fluido refrigerante R-22,

utilizado nas instalações de split, o valor desta perda de carga máxima pode ser

verificada na tabela a seguir.

kPa bar psi

Perda de Carga 18 0,18 2,6 Repare que a perda de carga foi fornecida em três unidades diferentes de

pressão Kpa e bar, que são unidades do sistema internacional de medidas e também

em psi que é a extinta unidade do sistema britânico, mas que é ainda utilizada nos

Estados Unidos e pelos técnicos de refrigeração e climatização do Brasil.

É sabido que quanto maior for a velocidade que o fluido refrigerante tem dentro

da tubulação, maior será a perda de carga que isso acarretará.

Você já deve ter percebido que isso é um problema e pode até estar pensando

na seguinte solução: diminuir ao máximo a velocidade do fuido dentro da tubulação a

fim de obter uma diminuição da perda de carga. E para que a velocidade seja

diminuída, basta utilizar tubulações de maior diâmetro.

A solução parece óbvia, mas vai causar um outro problema: sempre que um

compressor está em funcionamento, durante a descarga um pouco de óleo lubrificante

é levado junto com o fluido refrigerante. Esse óleo deve circular por todo o sistema,

passando pelo condensador, pelo dispositivo de expansão, pelo evaporador e

retornando ao compressor. Esse óleo só conseguirá retornar ao compressor se existir

uma velocidade mínima do fluido refrigerante para arrasta-lo junto.

O que determina a velocidade mínima que permitirá que o vapor carregue o

óleo, principalmente quando se tratar de fluxo ascendente, como no caso em que a

unidade evaporadora está abaixo da condensadora, são a viscosidade e a densidade

do óleo e a quantidade de diluição no refrigerante.

Assim, não é possível aumentar o diâmetro da tubulação para diminuir a

velocidade do fluido refrigerante a fim de diminuir a perda de carga, pois poderá

ocorrer que o óleo lubrificante não circule no sistema. Não é possível, também,

diminuir o diâmetro da tubulação para aumentar a velocidade a fim de fazer circular o

óleo lubrificante, pois a perda de carga irá aumentar.

Para resolver esses problemas, foi necessário estabelecer uma velocidade que

venha a atender a ambas as necessidades. Para a linha de sucção as velocidades

recomendadas que devem ser utilizadas para garantir o arraste do óleo em qualquer

condição de carga, são diferenciadas dos trechos horizontais e verticais conforme

pode ser observado na tabela a seguir.

m/s Linha Horizontal 2,5

Linha Vertical 5,0

Velocidade Máxima 20 Velocidades mínimas recomendadas para a linha de descarga

Quando um equipamento de condionador de ar do tipo split é instalado, essas

recomendações são muito importantes para que seja possível realizar um serviço com

qualidade.

É preciso lembrar que quanto mais longa for a tubulação, devido às distâncias

entre a unidade evaporadora e a unidade condensadora, maior será a perda de

carga que ocorrerá nessa tubulação. Sendo assim, todo o cuidado deverá ser tomado

para a escolha do diâmetro da tubulação.

Na prática, não se consegue, sem a ajuda de instrumentos especiais de

medição de laboratório, medir a velocidade do fluido refrigerante dentro da tubulacao.

Não é possível, também, medir a perda de carga no interior da tubulação sem a ajuda

de manômetros com uma escala muito precisa de leitura. Nesse caso, deve-se seguir

as recomendações de cálculo que vamos estudar a seguir. Esse cálculos para

determinar o diâmetro da tubulação de succão, garantirão que os valores de perda de

carga e velocidade recomendados acima serão alcançados.

Além do comprimento da tubulação determinado pela distância entre as

unidades, as curvas, também chamadas de singularidades, ajudam a aumentar a

perda de carga. Assim, quanto menor for o raio da curva, maior será a perda de

carga. As curvas, na maioria dos casos, podem acarretar uma perda de carga muito

maior do que os trechos retos da tubulação.

Alguns poucos fabricantes de condicionadores de ar do tipo split fornecem

tabelas para correção do diâmetro da tubulação de acordo com a perda de carga que

o aparelho está sofrendo, devido ao comprimento do trecho reto e às curvas existentes

na tubulação. Como isso não é uma regra, vamos apresentar a você uma maneira de

determinar o melhor diâmetro de uma tubulação.

Para poder calcular o melhor diâmetro da tubulaçao a fim de que ela apresente

uma perda de carga e possua uma velocidade dentro dos valores estabelecidos, é

necessário determinar antes o comprimento real da tubulação, conhecido como

Comprimento Equivalente (LEQ)

Todos os tubos têm um comprimento medido em seus trechos retos, definido

como o comprimento real da instalação. Normalmente, os fabricantes de

condicionadores de ar do tipo split utilizam esse valor para informar quantos metros de

tubo é possivel utilizar em seu equipamento. Contudo, esse valor não serve para

calcular a perda de carga de uma instalação, pois, como já foi dito, as curvas também

contribuem em uma grande parcela para a perda de carga.

Para facilitar os cálculos de perda de carga, foi feito um estudo para descobrir o

quanto determinada curva de um tubo de determinado diâmetro causa de perda de

carga nesse mesmo tubo. O estudo revelou que a perda decarga equivale à perda de

um tubo reto de tantos metros de comprimento. Essa relação entre a curva e quanto

ela representa em termos de perda de carga no tubo se ele fosse reto, é conhecida

como comprimento equivalente.

A tabela a seguir mostra a relação entre a curva, o diâmetro do tubo e o

comprimento equivalente, se ele fosse um tubo reto. Nessa tabela são considerados

dois tipos de curva, uma curva pequena e uma curva grande.

Comprimento Equivalente (m)

Diâmetro Pol mm

Curva de Raio Pequeno

Curva de Raio Grande

3/8 10 1,2 0,9

½ 12 1,4 1,0

5/8 15 1,7 1,2

¾ 19 2,0 1,4

7/8 22 2,4 1,6

1 1/8 28 0,8 0,6

1 3/8 35 1,0 0,7

1 5/8 42 1,2 0,8

2 ½ 54 1,6 1,0

2 5/8 67 2,0 1,3

3 1/8 79 2,4 1,6

3 5/8 92 3,0 1,9

4 1/8 105 3,7 2,2

5 1/8 130 4,3 2,7

6 1/8 156 5,2 3,0 Fonte: Air Conditioning and Refrigeration Institute

Intuitivamente, pela simples observação, é fácil perceber que um tubo de raio

pequeno causará uma perda de carga maior que uma curva de raio grande. Por isso,

a curva de raio pequeno possui um comprimento equivalente maior que a curva de

raio grande e se ela fosse um tubo reto, teria um comprimento maior para causar a

mesma perda de carga.

Assim, na tabela, é possível verificar que uma curva de raio pequeno com

diâmetro de ¾ de polegada apresenta uma perda de carga do fluido refrigerante

equivalente à passagem por um trecho reto do mesmo tubo com 2,0 m de

comprimento.

Observe um exemplo de uma curva de raio pequeno em uma tubulação de

cobre, representada na ilustração a seguir.

Repare que a ilustração mostra um tubo de cobre de diâmetro de ½ polegada

com trechos retos de 5 m e 2 m, interligados por uma curva de raio pequeno. Para

saber qual é o comprimento equivalente desta instalação, basta saber quantos metros

a curva de raio pequeno representa. Na tabela de comprimento equivalente acima,

você pode observar que para um tubo de ½ polegada uma curva de raio pequeno tem

o comprimento equivalente de 1,4 m. Isso significa que essa curva gerará a mesma

perda de carga que aconteceria se ela fosse um tubo reto de 1,4 m. Assim, o

comprimento equivalente desta tubulação corresponde à soma 5 m + 1,4 m + 2 m,

cujo resultado é de 8,4 m.

Para essa instalação, é possível montar uma tabela que pode ser muito útil

quando se tratar de instalações com muitas curvas e diversos trechos retos.

Tipo Quantidade Comprimento

(m)

LEQU

(m) Trecho Reto Horizontal ----- 5,0 5,0

Trecho Reto Vertical ---- 2,0 2,0

Curva Raio Pequeno 1 1,4 1,4

Comprimento Equivalente Total (m) 8,4

Curva de

Raio Pequeno

Tubo de Cobre Diâmetro ½”

5 m

2 m

Dimensionamento da tubulação de sucção

Quando se fala do dimensionamento da tubulação de sucção, isso se refere ao

dimensionamento do diâmetro da tubulação que transporta o fluido refrigerante na

forma de vapor superaquecido do evaporador até a unidade condensadora. E como

você já estudou neste capítulo, deve se lembrar de que essa tubulação não deve

apresentar uma perda de carga, segundo a norma, maior que 18 kPa (1,8 bar ou 2,6

psi) e deve ter uma velocidade suficiente para arrastar o óleo entre 5,0 m/s a 20 m/s

nos trechos ascendentes, ou seja, de subida da tubulação.

A instalação se torna mais complexa no que se refere ao dimensionamento da

linha de sucção nos trechos ascendentes, ou seja, quando a unidade condensadora se

encontra acima da unidade evaporadora. Essa complexidade se deve ao fato de que o

óleo lubrificante, que se encontra na forma líquida, possui uma densidade maior que o

fluido refrigerante, que está junto dele e que se encontra no estado de vapor

superaquecido. Essa diferença de densidade faz com que o óleo lubrificante tenha a

tendência a permanecer no fundo da tubulação, ou seja, junto ao evaporador. Para

arrasta-lo para cima, é necessário tomar o máximo cuidado com o dimensionamento

da tubulação de sucção ascendente.

Para dimensionar a tubulação de sucção, levando em consideração a

capacidade do condicionador de ar split, o comprimento equivalente da tubulação,

considerando a máxima perda de carga admisível e com velocidades recomendadas,

você utilizará a tabela de referência Capacidade da Linha de Succao a seguir

Repare que a primeira coluna desta tabela refere-se ao comprimento

equivalente (LEQU) em metros da tubulação de sucção, calculado da maneira como já

foi apresentado nesse capítulo.

A segunda coluna (∆∆∆∆P) refere-se à perda de carga que está ocorrendo dentro da

tubulação de sucção. Os valores desta coluna são dados em kPa, lembrando que a

máxima perda de carga que pode ocorrer é de 18 Kpa. Esse valor está marcado em

negrito na tabela. As perdas de carga menores que 18 kPa são ideais para um bom

projeto, pois quanto menor for a perda de carga, mais eficiente se tornará o sistema

frigorífico. Perdas de carga que apresentam valores superiores a 18 kPa, como por

exemplo 25 kPa, devem ser evitados a todo custo.

Da terceira até a sétima coluna estão contidos os diâmetros das tubulações de

sucção para as capacidades das unidades split em BTU/h.

Observe que, das colunas em negrito dentro da tabela nas quais faltam os

números com as capacidades em BTU/h, foram retirados os valores das capacidades,

pois para estas condições de um determinado comprimento equivalente, para se

conseguir uma determinada perda de carga com este diâmetro de tubulação, as

velocidades do fluido refrigerante seriam menores que 5,0 m/s ou maiores que 20

m/s.

Capacidade da Linha de Sucção R-22 - BTU/h

Transportando Vapor Superaquecido de Refrigerante R-22 do Evaporador para o Compressor

Diâmetro Nominal do Tubo de Cobre (polegada) LEQU ∆P 3/8 1/2 5/8 3/4 7/8

3 3993 9329 17497 29787 45976 6 5826 13573 25408 43189 66583 3 12 8468 19677 36770 18 10521 24412 25 12532 3 2728 6390 12009 20476 31644 6 3993 9329 17497 29787 45976 6 12 5826 13573 25408 43189 66583 18 7254 16874 31554 53589 82559 25 8656 20110 37575 3 16421 25396 6 7480 14045 23932 36966 9 12 4673 10904 20435 34767 53636 18 5826 13573 25408 43189 66583 25 6959 16192 30286 51443 79264 3 21713 6 12009 20476 31644

12 12 3993 9329 17497 29787 45976 18 4983 11622 21773 37033 57120 25 5956 13874 25970 44140 68044 3 6 10631 18136 28040

15 12 3534 8262 15506 26410 40781 18 4412 10299 19307 32855 50696 25 5277 12302 23041 39181 60422 3 6 16421 25396

18 12 7480 14045 23932 36966 18 3993 9329 17497 29787 45976 25 4778 11148 20890 35536 54820 3 6 23352

21 12 6875 12915 22015 34014 18 3670 8578 16096 27412 42323 25 4393 10255 19224 32715 50481 3 6 21713

24 12 12009 20476 31644 18 3411 7976 14972 25505 39388 25 4084 9538 17887 30448 46994 3 6

27 12 11261 19206 29689 18 7480 14045 23932 36966 25 3829 8946 16783 28577 44115 3 6

30 12 10631 18136 28040 18 7061 13263 22604 34922 25 3614 8448 15853 26999 41686

Nota: Valores baseados em Temperaturas de Evaporação de 4 oC e Condensação 40 oC, com Superaquecimento e Subresfriamento de 5 K LEQU = Comprimento Equivalente (m) P= Perda Total de Pressão (kPa)

Fonte: Apostila Tabelas Técnicas de TMF IV – Prof. Valter Rubens Gerner

Exemplo 1

Para que você compreenda melhor o uso da tabela, vamos imaginar um

exemplo prático. Imaginemos um ambiente em que você constatou a necessidade da

instalação de um condicionador de ar de 12.000 BTB/h, conforme representação

esquemática a seguir.

Repare que a unidade condensadora está instalada abaixo da unidade

evaporadora. Lembre-se que esta condição é favorável, pois facilita o retorno do fluido

refrigerante. O fabricante da unidade condicionadora tipo Split recomenda em seu

manual de instalação a utilização de uma tubulação de sucção com diâmetro de ½

polegada. Vamos verificar se esta recomendação está correta. Para facilitar os nossos

cálculos, vamos seguir a seguinte ordem:

1 – Determinar o comprimento equivalente

Na ilustração, você percebe que existem:

7,0 m de tubo reto (6,0 + 0,5 + 0,5)

04 cotovelos longos (1 na saída do evaporador, 1 na saída do condensador e 2

no sifão invertido)

Utilizando a tabela de comprimento equivalente e construindo uma tabela para

o comprimento equivalente total da instalação, determinamos que:

Tipo Quantidade Comprimento

(m)

LEQU

(m) Trecho Reto Horizontal 2 0,5 1,0

Trecho Reto Vertical 1 6,0 6,0

Curva Raio Grande 4 1,0 4,0

Comprimento Equivalente Total (m) 11

Na tabela de capacidade de linha de sucção não existe o comprimento

equivalente de 11 metros. Vamos adotar, então, um comprimento equivalente de 12

metros.

Linha de Sucção R-22 - Capacidade BTU/h

Transportando Vapor Superaquecido de Refrigerante R-22 do Evaporador para o Compressor

Diâmetro Nominal do Tubo de Cobre (polegada) LEQU ∆P 3/8 ½ 5/8 ¾ 7/8

6 12009 20476 31644

12 12 3993 9329 17497 29787 45976 18 4983 11622 21773 37033 57120 25 5956 13874 25970 44140 68044

Com a coluna de comprimento equivalente de 12 metros, escolhemos a coluna

seguinte que nos fornece a perda de carga. Vale lembrar que o máximo valor

admissível para a linha de sucção com refrigerante R-22 é de 18 kPa, valor este que

está em negrito na tabela acima.

Os valores que seguem na horizontal a linha de 18 kPa representam a

capacidade do equipamento, em BTU/h. Para esta condição, ao encontrarmos o valor

mais próximo à capacidade do equipamento (que é de 12000 BTU/h) é 11622 BTU/h,

embora a condição ideal seja encontrar um valor maior ou igual a 12000 BTU/h.

A linha vertical indica uma tubulação de ½ polegada, conforme recomendação

do fabricante.

Observação

O valor escolhido na tabela foi de 11622 BTU/h que é inferior aos 12000

BTU/h. Lembre-se que devemos escolher um valor sempre maior ou igual a 12.000

BTU/h. Contudo, o valor (11622 BTU/h) foi escolhido, pois o comprimento equivalente

real é de 11 metros, e, na tabela, estamos adotando 12 metros, que corresponde a um

valor maior. Essa escolha dá uma folga que permite a utilização do valor de

capacidade de 11622 BTU/h.

Exemplo 2

Vamos imaginar um outro exemplo prático para a utilização da tabela. Neste

caso, será utilizado o mesmo condicionador tipo split de 12.000 BTB/h, mas com a

configuração de tubulação mostrada a seguir.

Repare que a unidade condensadora esta instalada acima da unidade

evaporadora. Lembre-se de que esta condição é desfavorável, pois dificulta o retorno

do fluido refrigerante. Para esta configuração de instalação, o fabricante da unidade

condicionadora tipo Split recomenda, em seu catálogo, uma tubulação de sucção com

diâmetro de ½ polegada e a altura máxima entre as unidades. Não existe no catálogo

técnico deste fornecedor nenhuma informação sobre a localização da unidade

condensadora em relação à unidade evaporadora. Vamos verificar se a

recomendação de utilizar o tubo de diâmetro de ½ está correta. Para facilitar os

nossos cálculos, vamos seguir a seguinte ordem:

1 – Determinar o comprimento equivalente

A configuração indica que a tubulação tem

a) 6,5m de tubo reto (5,5 + 0,5 + 0,5).

b) 8 cotovelos longos (um na entrada da condensadora, quatro no sifão

intermediário e mais três no sifão invertido na saída da evaporadora).

Vamos supor que o tubo a ser utilizado deverá ser o de 5/8 polegadas, ao invés

do de ½ polegada recomendada pelo fabricante.

Utilizando a tabela de comprimento equivalente e construindo uma tabela para

o comprimento equivalente total da instalação, determinamos que:

Tipo Quantidade Comprimento

(m)

LEQU

(m) Trecho Reto Horizontal 2 0,5 1,0

Trecho Reto Vertical 1 5,5 5,5

Cura Raio Grande 8 1,2 6,6

Comprimento Equivalente Total (m) 16,1

2 – Determinar o diâmetro do tubo com a tabela de capacidade Na tabela de capacidade de linha de sucção não existe o comprimento de 16,1

metros. Assim, para o comprimento equivalente, vamos adotar um comprimento de 15

metros.

Linha de Sucção R-22 - Capacidade BTU/h

Transportando Vapor Superaquecido de Refrigerante R-22 do Evaporador para o Compressor

Diâmetro Nominal do Tubo de Cobre (polegada) LEQU ∆P 3/8 1/2 5/8 3/4 7/8

3 6 10631 18136 28040

15 12 3534 8262 15506 26410 40781 18 4412 10299 19307 32855 50696 25 5277 12302 23041 39181 60422

Com a coluna de comprimento equivalente de 15 metros, escolhemos a coluna

seguinte que nos fornece a perda de carga, lembrando que o máximo valor admissível

para a linha de sucção com refrigerante R-22 é de 18 kPa, valor este que está em

negrito na tabela acima.

Os valores que seguem na horizontal a linha de 18 kPa representam a

capacidade do equipamento, em BTU/h, para esta condição, ao encontrarmos o valor

de 19307 BTU/h (*)maior que a capacidade do equipamento que é de 12.000 BTU/h

na linha vertical encontramos uma tubulação de 5/8 polegada.

Observação

O valor escolhido na tabela foi de 19.307 BTU/h, superior aos 12.000 BTU/h.

Mas, deve-se lembrar que é preciso escolher um valor sempre maior ou igual a

12.000 BTU/h. Nesse caso, o valor de 19.307 BTU/h foi escolhido porque o

comprimento equivalente real é de 16,1 metros e na tabela estamos adotando 15

metros, que corresponde a um valor menor. Desta forma, os 19.307 BTU/h

correspondem a uma capacidade razoavelmente bem folgada, mesmo admitindo-se

que o comprimento equivalente da tabela é inferior ao comprimento equivalente real.

Para este exemplo, a solução é adotar para a sucção, conforme desenho, um

tubo de diâmetro nominal de 5/8 polegadas e não de ½ polegada como recomendado.

Atenção!

Alguns fabricantes não indicam este valor calculado em seus catálogos. Nesse

caso, é recomendável entrar em contato com o fabricante ou com um dos

revendedores autorizados do condicionador de ar tipo split que você está instalando,

para pedir autorização para utilizar o diâmetro da tubulação calculado. Sem esta

autorização por parte do fabricante, o cliente poderá perder a garantia do produto.

Dimensionamento da tubulação de líquido

A tubulação da linha de líquido, ou seja, a tubulação que leva o fluido

refrigerante da unidade condensadora para a unidade evaporadora, apresenta menor

quantidade de problemas ao ser dimensionada. Isso se deve ao fato de que o fluido

refrigerante, neste trecho da tubulação, está na fase de líquida e, nesse estado, o

fluido refrigerante possui maior densidade do que o óleo lubrificante que se encontra

junto a ele. Essa diferença de densidade facilita o transporte do fluido.

Por apresentara menos problemas, é possível utilizar tubulações da linha de

líquido conforme o que é recomendado pelo catálogo dos fabricantes, mesmo que esta

tubulação tenha sofrido um ligeiro aumento no seu comprimento equivalente.

As tubulações da linha de líquido, segundo a maioria dos fabricantes, podem

variar segundo a capacidade do condicionador de ar split da seguinte forma:

Capacidade

(BTU/h)

Linha de Líquido

(Polegada) 9000 ¼

12000 ¼

18000 ¼ a 3/8

24000 3/8

30000 3/8

36000 3/8

Os valores da tabela acima são apenas referenciais. A melhor atitude é utilizar

o diâmetro da tubulação de sucção que está sendo recomendado pelo manual do

fabricante do condicionador de ar split que se está sendo instalado.

Carga adicional de fluido refrigerante

Como já dissemos, todo condicionador de ar do tipo split novo, já contém,

dentro da unidade condensadora, a quantidade correta de fluido refrigerante

necessária para o correto funcionamento do aparelho, cuja tubulação tenha a medida

padrão (comrimento linear ou comprimento padrão) indicada no manual do fabricante.

Lembre-se de que o comprimento linear é aquele que realmente corresponde

ao comprimento real da tubulação, ou seja, é aquele que pode ser medido linearmente

com uma trena. O comprimento linear é diferente do comprimento equivalente, que

está relacionado à perda de carga que as curvas da tubulação podem causar.

Sempre que um condicionador de ar do tipo split é instalado e esse

comprimento padrão, por necessidades da própria instalação, é aumentado, será

necessário acrescentar fluido refrigerante ao sistema para compensar este aumento

linear da tubulação.

A maioria dos catálogos dos fabricantes costuma informar qual é a quantidade

de fluido refrigerante que se deve acrescentar, para cada metro de tubulação que for

aumentada alem do “comprimento padrão”.

A tabela a seguir apresenta valores de fluido refrigerante R-22, em gramas por

metro (gr/m), quem deve ser acrescentados ao sistema para cada metro de tubulação

aumentado, em função dos diâmetros da tubulaçao de sucção e de líquido.

Carga adicional de Fluido Refrigerante R-22

Tubulação (Pol)

Líquido Sucção

Fluido Refrigerante

gr / m

¼ 3/8 20

¼ ½ 21

¼ 5/8 22

3/8 ½ 55

3/8 5/8 56

3/8 ¾ 58

3/8 7/8 60

3/8 1 1/8 65 Valores calculados como base tEV = 4 0C e tCD = 38 0C ∆tSup = ∆tSub = 5 K

Carga adicional de óleo lubrificante

Quando a quantidade de fluido refrigerante no sistema é aumentada devido ao

aumento da tubulação, não se pode esquecer que, sempre junto ao fluido refrigerante

existe uma pequena quantidade de óleo lubrificante fluindo pelo sistema. A maioria

dos fabricantes recomenda que quando a quantidade de fluido refrigerante for

aumentasa, a quantidade de óleo lubrificante também deve ser aumentada. Por isso,

os catálogos indicam a quantidade de de óleo lubrificante que deve ser acrescentada

em função do aumento da carga adicional de fluido refrigerante. Em valores médios,

para cada 100 gramas de fluido refrigerante acrescentado, deve-se acrescentar 10

mililitros de óleo lubrificante no sistema

Carga adicional de óleo lubrificante Carga adicional de fluido

refrigerante

(gramas)

Carga adicional de óleo lubrificante

(ml) 100 10

Referências

1. ABNT. NBR 16401: Instalações centrais de ar condicionado para conforto:

parâmetros básicos de projeto – procedimentos . Rio de Janeiro: Associação

Brasileira de Normas Técnicas, 1980.

2. ASHRAE HANDBOOK. Pipes, tubes, and fittings, System and Equipament.

Atlanta, 2000. cap 41

3. CREDER, Helio; Instalações Hidráulicas e Sanitárias. Livro Técnico e Cientifico

Editora, São Paulo, 1990

4. GERNER, Valter Rubens, Máquinas Térmicas, S.Paulo, SENAI, 1998.

5. GERNER, Valter Rubens, Termodinâmica I - Calor, S.Paulo, SENAI, 1997.

6. GERNER, Valter Rubens. Dimensionamento de tubulação de refrigerante. São

Paulo: 2003. 230 p.

7. GILES, Ranald V., Mecânica dos Fluídos e Hidráulica. São Paulo, Editora

McGraw-Hill ltda, 1996.

8. KSB; Manual de Treinamento Seleção e Aplicação de Bombas Centrífugas.

São Paulo, 2001

9. MACINTYRE, Archibald Joseph, Instalações Hidráulicas. Rio de Janeiro, Editora

Guanabara, 1988.

10. MATTOS, Edson Ezequiel; FALCO, Reinaldo; Bombas Industriais. Rio de

Janeiro: Editora Interciência, 1998.

11. NETTO, Azevesdo; ALVAREZ, G.A.; Manual de Hidráulica. São Paulo: Editora

Edgard Blucher, 1991.

12. PROVENZA, F.;SOUZA, Hiran Rodrigues; Hidráulica. São Paulo: Editora

F.Provenza, 1976.

13. SILVA, Benedcto Remy da. Manual de Termodinâmica. Grêmio Politécnico,

1980

14. STOECKER, Wilbert F.; JONES, Jerold W. Refrigeração e ar condicionado. São

Paulo: Makron Books, 1985

15. STREETER, Victor L.; WYLIE, E.Benjamin; Mecânica dos Fluidos. São Paulo:

Editora McGraw-Hill ltda, 1996.

16. TORREIRA, Raul Peragallo; Bombas, Válvulas e Acessórios. São Paulo, Raul

Peragallo Torreira,

17. TRANE COMPANY. Manual de ar condicionado. Wisconsin, 1980. 458p.

Valter Rubens Gerner é Engenheiro mecânico na modalidade Refrigeração e Ar Condicionado,

formado pela Faculdade de Engenharia Industrial (FEI) em 1981, e atuado em diversas empresas

na área de gerenciamento de manutenção e projetos de equipamentos e peças para manutenção.

Atual professor do SENAI Oscar Rodrigues Alves (Refrigeração e Condicionamento de Ar) nas

cadeiras de Termofluidomecânica e Refrigeração Comercial e Industrial