ventilação forçada e ar condicionado

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VENTILAÇÃO FORÇADA E AR CONDICIONADO

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Ventilação Forçada e Ar Condicionado

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  • VENTILAO FORADA E AR CONDICIONADO

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Coleco Formao Modular Automvel

    Ttulo do Mdulo Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Coordenao Tcnico-Pedaggica CEPRA - Centro de Formao Profissional da Reparao AutomvelDepartamento Tcnico Pedaggico

    Direco Editorial CEPRA - Direco

    Autor CEPRA - Desenvolvimento Curricular

    Maquetagem CEPRA Ncleo de Apoio Grfico

    Propriedade Instituto de Emprego e Formao ProfissionalAv. Jos Malhoa, 11 - 1000 Lisboa

    Edio 3.0 Portugal, Lisboa, 2000/03/14

    Depsito Legal 148447/00

    Copyright, 2000

    Todos os direitos reservados

    IEFP

    Produo apoiada pelo Programa Operacional Formao Profissional e Emprego, confinanciado pelo

    Estado Portugus, e pela Unio Europeia, atravs do FSE

    Ministrio de Trabalho e da Solidariedade - Secretaria de Estado do Emprego e Formao

    Referncias

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    ndice

    NDICE

    DOCUMENTOS DE ENTRADA

    OBJECTIVOS GERAIS .................................................................................................. E.1

    OBJECTIVOS ESPECFICOS ....................................................................................... E.1

    PR-REQUISITOS ......................................................................................................... E.2

    CORPO DO MDULO

    0 INTRODUO ..........................................................................................................0.1

    1 SISTEMA DE VENTILAO FORADA ..................................................................1.1

    1.1 TRANSPORTE E DISTRIBUIO DE AR ......................................................................1.2

    1.1.1 COMANDOS E COMPONENTES DA DISTRIBUIO DE AR .........................1.4

    1.2 COMANDOS E ACTUADORES DO SISTEMA ...............................................................1.5

    1.3 CIRCUITO HIDRULICO ................................................................................................1.9

    1.4 ESQUEMAS ELCTRICOS, VELOCIDADES POR RESISTNCIA .............................1.10

    1.5 AQUECIMENTO ALTERNATIVO ...................................................................................1.11

    1.5.1 PR-AQUECEDOR DO LQUIDO DE ARREFECIMENTO ..............................1.11

    1.6 ESQUEMAS ELCTRICOS, VELOCIDADES POR

    COMANDO ELECTRNICO .........................................................................................1.13

    2 AR CONDICIONADO .................................................................................................2.1

    2.1 INTRODUO ................................................................................................................2.1

    2.2 TCNICA DO FRIO .........................................................................................................2.2

    2.2.1 CLIMA .................................................................................................................2.2

    2.2.2 PRINCPIOS BSICOS ......................................................................................2.4

    2.3 O PRODUTO REFRIGERANTE ...................................................................................2.11

    2.3.1 HISTORIAL ......................................................................................................2.14

    2.3.2 A ATMOSFERA ................................................................................................2.15

    2.3.3 PRODUTO ECOLGICO (R 134A VERSUS R12) ..........................................2.17

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    ndice

    2.4 FUNCIONAMENTO DO AR CONDICIONADO .............................................................2.19

    2.4.1 CIRCUITO DO AGENTE FRIGORFICO ..........................................................2.21

    2.5 COMPONENTES DO AR CONDICIONADO .................................................................2.23

    2.5.1 O COMPRESSOR ............................................................................................2.24

    2.5.2 VLVULA REGULADORA ................................................................................2.36

    2.5.3 VLVULA EXPANSORA , TXV, E ORFICIO ....................................................2.41

    2.5.4 O CONDENSADOR ...........................................................................................2.45

    2.5.5 VENTILADOR DO RADIADOR ..........................................................................2.46

    2.5.6 O EVAPORADOR ..............................................................................................2.48

    2.5.7 FILTRO SECADOR (DESIDRATADOR) ............................................................2.49

    2.5.8 CIRCUITO DE SEGURANA ............................................................................2.53

    2.5.9 PARTICULARIDADES DO SISTEMA ................................................................2.59

    2.6 ASSISTNCIA TCNICA .............................................................................................2.61

    2.6.1 TESTE DE RENDIMENTO ...............................................................................2.62

    2.6.2 MANMETROS (EXEMPLOS) ..........................................................................2.63

    2.6.3 MEDIO DE TEMPERATURA ........................................................................2.67

    2.6.4 DETECO DE FUGAS ...................................................................................2.68

    2.6.5 CARGA DO SISTEMA ......................................................................................2.71

    2.6.6 ESTAES DE SERVIO ................................................................................2.76

    2.6.7 EVACUAO, RECICLAGEM E ENCHIMENTO .............................................2.78

    3 HIGIENE E SEGURANA .........................................................................................3.1

    BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................. C.1

    DOCUMENTO DE SADA

    PS-TESTE ...................................................................................................... S.1

    CORRIGENDA DO PS-TESTE ...................................................................... S.7

    ANEXOS

    EXERCCIOS PRTICOS .............................................................................................. A.1

    GUIA DE AVALIAO DOS EXERCCIOS PRTICOS ................................................ A.3

  • DOCUMENTOSDE

    ENTRADA

    DOCUMENTOSDE

    ENTRADA

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Objectivos Gerais e Especficos do Mdulo

    E.1

    OBJECTIVOS GERAIS E ESPECFICOS

    No final deste mdulo, o formando dever ser capaz de:

    OBJECTIVO GERAL DO MDULO

    Ficar apto para identificar os componentes e descrever o funcionamento

    de um sistema de ventilao e ar condicionado instalado em veculos, bem

    como diagnosticar e reparar avarias dos mesmos.

    OBJECTIVOS ESPECFICOS

    No final deste mdulo, o formando dever ser capaz de:

    Descrever, sem margem de erro, o princpio de funcionamento do sistema de ventilao e ar condicionado em veculos.

    Efectuar carga e recuperao de gs de sistemas de ventilao e ar condici-

    onado na reparao.

    Aplicar as normas de segurana a respeitar na reparao, montagem e des-

    montagem de sistemas de ventilao e ar condicionado de veculos.

    Identificar os diversos equipamentos existentes no mer-cado para a repara-

    o, carga, recuperao e deteco de fugas em sistemas de ar condicio-

    nado.

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    PR-REQUISITOS

    COLECO FORMAO MODULAR AUTOMVEL

    OUTROS MDULOS A ESTUDAR

    Legenda

    Construo daInstalao Elctrica

    Componentes doSistema Elctrico e

    sua simbologiaElectricidade Bsica

    Magnetismo eElectrogagnetismo -Motores e Geradores

    Tipos de Baterias e sua Manuteno

    Tecnologia dos Semi-Condutores -Componentes

    Circ. Integrados,Microcontroladores e Microprocessadores

    Leitura e Interpretao de Esquemas Elctricos Auto

    Caractersticas e Funcionamento dos

    MotoresDistribuio

    Clculos e CurvasCaractersticas do

    MotorSistemas de Admisso

    e de Escape

    Sistemas deArrefecimento

    Lubrificao deMotores e

    TransmissoAlimentao Diesel

    Sistemas deAlimentao por

    CarburadorSistemas de Ignio

    Sistemas de Carga e Arranque

    Sobrealimentao Sistemas deInformao

    Lmpadas, Faris e Farolins

    Focagem de FarisSistemas de Aviso

    Acsticos e Luminosos

    Sistemas deComunicao

    Sistemas de Segurana Passiva

    Sistemas de Conforto e Segurana

    Embraiagem e Caixas de Velocidades

    Sistemas de Transmisso

    Sistemas deTravagem Hidrulicos

    Sistemas de DirecoMecnica e Assistida

    Geometria de Direcorgos da Suspenso e seu Funcionamento

    Diagnstico e Rep. deAvarias no Sistema de

    Suspenso

    Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Sistemas deSegurana Activa

    Sistemas ElectrnicosDiesel

    Diagnstico eReparao em

    Sistemas Mecnicos

    Unidades Electrnicasde Comando, Sensores e

    Actuadores

    Sistemas de Injeco Mecnica

    Sistemas de Injeco Electrnica

    Emisses Poluentes eDispositivos de

    Controlo de Emisses

    Anlise de Gases de Escape e Opacidade

    Diagnstico eReparao em

    Sistemas com GestoElectrnica

    Diagnstico eReparao em

    Sistemas Elctricos Convencionais

    Rodas e Pneus ManutenoProgramada

    Termodinmica

    Gases Carburantes eCombusto

    Noes de MecnicaAutomvel para GPL

    Constituio deFuncionamento doEquipamento Con-versor para GPL

    Legislao Especfica sobre GPL

    Processos deTraagem e

    PuncionamentoProcessos de Corte e

    Desbaste

    Processos de Furao, Mandrilagem e

    Roscagem

    Noes Bsicas de Soldadura Metrologia

    Rede Elctrica eManuteno de

    Ferramentas Elctricas

    Rede de Ar Comp. e Manuteno de

    FerramentasPneumticas

    Ferramentas Manuais

    Mdulo emestudo

    Pr-Requisito

    Introduo aoAutomvel

    Desenho Tcnico Matemtica (clculo) Organizao OficinalFsica, Qumica e

    Materiais

    Sistemas de Travagem Antibloqueio

    E.2

    Pr-Requisitos

  • CORPODO

    MDULO

    CORPODO

    MDULO

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Introduo

    0.1

    0 - INTRODUO

    Por todo o mundo, o automvel um componente imprescindvel do nosso dia-a-dia, desde a poca

    em que aparece (mais de cem anos) que aumentam os seus adeptos, admiradores assombrados com

    a faanha da descoberta e fascinados com a tecnologia. Qualquer pretexto bom para conduzir, sendo

    imprescindvel a segurana e o conforto. Para tais requisitos de enorme importncia a climatizao do

    habitculo, pois a temperatura, o vento, a humidade, so determinantes para o bem-estar, e proporcionar

    uma conduo segura.

    A estabilidade e insonorizao da viatura, so perturbadas com a abertura de vidros durante a

    deslocao da mesma. Gases de escape e cheiros no devem entrar no habitculo.

    Complexos sistemas equipam hoje as viaturas, acentando a sua tecnologia em conceitos conhecidos,

    mas por processos diferentes.

    No o objectivo deste mdulo abordar pontualmente um ou outro sistema, mas sim generalizar

    dotando o tcnico de conhecimentos, que adaptados a cada caso, ser de elevada importncia no

    xito da interveno no sistema abordado neste mdulo.

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Sistema de Ventilao Forada

    1.1

    1 SISTEMA DE VENTILAO FORADA

    Com este sistema, pretende-se que um fluxo de ar controlado, entre no habitculo, seja filtrado e

    aquecido ou no conforme as necessidades.

    Assim, em todas as viaturas instalado (desde h muito) um sistema de aquecimento do habitculo.

    Este sistema consiste em fazer circular um fluxo de ar atravs de um radiador em derivao com o

    circuito do lquido de arrefecimento do motor. Havia casos em que era utilizado ar quente proveniente

    do ambiente do motor por estes no usarem arrefecimento por lquido. Esta a forma de aquecer o

    habitculo. A forma de o arrefecer, ser ainda objecto de estudo neste mdulo.

    Fig. 1.1 Ventilao do habitculo

    A deslocao do veculo aproveitada para forar o ar a entrar no habitculo, e assim a ventilao

    faz-se da frente para trs, entrando filtrado, controlado e sai do habitculo pela traseira do veculo

    (zona da chapa de matrcula, pra-choques, farolins traseiros, etc.) ou at como mostra a fig. 1.1, pela

    lateral no pilar B.

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado1.2

    Sistema de Ventilao Forada

    1.1 TRANSPORTE E DISTRIBUIO DE AR

    As duas figuras seguintes mostram um dos sistemas de ventilao do habitculo. Na fig. 1.2 o ar circula

    atravs do permutador (radiador) e portanto, ar quente (caso o lquido de arrefecimento do motor

    tambm o esteja). Na fig. 1.3 o fluxo de ar desviado pela comporta de mistura (3) e no atravessa o

    permutador (radiador), portanto gera ar temperatura ambiente.

    1 Permutador de calor para o habitculo; 2 Evaporador (se existir A/C);

    3 Comporta misturadora.

    Fig. 1.2 Ventilao de ar quente

    A temperatura do ar enviado aos difusores assim neste caso determinada pela posio da comporta

    de mistura (3 na Fig. 1.2), a qual pode desviar o fluxo de ar proveniente do exterior directamente para

    a zona de distribuio ou para o permutador de calor.

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado 1.3

    Sistema de Ventilao Forada

    1 Permutador de calor para o habitculo; 2 Evaporador (se existir A/C);

    3 Comporta misturadora

    Fig. 1.3 Ventilao sem aquecimento do ar

    A temperatura que sai nos difusores conseguida (como atrs foi referido) fazendo circular o lquido

    de arrefecimento atravs de um radiador situado dentro do habitculo, oculto pelo tablier.

    Foi nalguns casos utilizado um sistema diferente, pois no existindo lquido de arrefecimento, restava a

    utilizao do calor do motor da viatura, canalizado para dentro do habitculo. Presentemente, utilizando

    o radiador dentro do habitculo (1 na Fig. 1.3), dois sistemas subsistem:

    Circulao permanente do lquido atravs do radiador do habitculo, e controlo do

    ar atravs da comporta (como na figura);

    Circulao do lquido atravs do radiador do habitculo interrompida por uma vlvu-

    la (elctrica ou mecnica).

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado1.4

    Sistema de Ventilao Forada

    1.1.1 COMANDOS E COMPONENTES DA DISTRIBUIO DE AR

    1 Selector de temperatura; 2 Selector de velocidades do ventilador 3 Selector de posio de ventilao; 4 Ar condicionado, se existir 5 Recirculao de ar

    Fig. 1.4 Painel de comando do sistema de ventilao do habitculo

    A direco do fluxo de ar que

    entra no habitculo contro-

    lada por comportas e para

    controlar a quantidade utili-

    zado recorrer a um ventila-

    dor com vrias velocidades,

    pois a velocidade de deslo-

    cao do veculo no per-

    mite controlar a entrada de ar na quantidade desejvel, em

    todas as situaes.

    1 Permutador de calor; 2 Motor; 3 Turbina; 4 Colector; 5 Cobertura; 6 Cobertura; 7 Suporte; 8 Conduta de condensao (se existir A/C); 9 Conduta de ventilao flex-vel; 10 Conduta de ventilao rgida; 11 - Difusores.

    Fig. 1.5 Componentes do sistema de ventilao do habitculo

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado 1.5

    Sistema de Ventilao Forada

    1.2 COMANDOS E ACTUADORES DO SISTEMA

    Fig.1.6 Distribuio de fluxos de ar

    1 Painel de comandos; 2 Selector de temperatura; 3 Selector de velocidades; 4 Recirculao de ventilao; 5 Recirculao de fluxo de ar; 6 Resistncias para velocidade; 7 Ventilador; 8 Permutador; 9 Fichas.

    Fig.1.7 Sistemas de ventilao

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado1.6

    Sistema de Ventilao Forada

    A fig. 1.7 mostra um tipo de comandos intermdio no que diz respeito tecnologia aplicada, ou seja,

    existem sistemas em que todos os actuadores so mecnicos (por cabo, pneumtico ou tirante):

    Comando das comportas controladoras de fluxo de ar;

    Comando da comporta de recirculao;

    Comando da comporta misturadora (caso exista);

    Comando da vlvula do circuito hidrulico (caso exista);

    Existem tambm em viaturas de uma segmento superior sistemas de climatizao em que:

    As comportas so accionadas electricamente;

    A vlvula do circuito hidrulico accionada electri-camente.

    Neste caso (fig. 1.7) as comportas so accionadas por cabo, sendo a recirculao de ar accionada

    electricamente, com temporizao.

    Exemplo de uma vlvula mecnica:

    1 Motor

    2 Permutador (radiador)

    3 Accionamento por depresso

    Fig. 1.8 Vlvula hidrulica mecnica (pneumtica)

    1

    2

    3

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado 1.7

    Sistema de Ventilao Forada

    A Recirculao de ar uma caracterstica da maioria dos sistemas, e permite que o ar circule apenas

    no habitculo fechando a entrada de ar (quase totalmente) do exterior. Situao necessria quando em

    utilizao de percursos com poeira ou cheiros.

    A Ar exterior.

    B Ar do habitculo.

    C Habitculo.

    1 Comporta de recirculao.

    2 Motor de ventilador.

    Fig.1.9 Recirculao

    A velocidade do ar que entra no habitculo tambm deve ser controlada para evitar mal estar aos

    ocupantes. Comprovou-se que a velocidade do ar deve estar compreendida entre 7 e 25cm/seg dado

    que a velocidade do veculo influencia a entrada de ar no habitculo, a rotao do ventilador interno

    controlada (nalguns sistemas) pela unidade de climatizao de modo a manter constante, tanto quanto

    possvel, o caudal de ar a entrar no habitculo.

    Esta particularidade do sistema de ventilao do habitculo, a recirculao, accionada manualmente

    por um interruptor (Fig. 1.10) situado (normalmente) na consola do tablier.

    1 Interruptor

    Fig. 1.10 Comando de recirculao de ventilao

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Sistema de Ventilao Forada

    1.8

    No entanto, em veculos de um segmento elevado, existem sistemas automticos de recirculao,

    dependentes de um sensor de qualidade do ar, reagindo a gases de escape ou industriais, informando

    a unidade electrnica de climatizao e esta por sua vez, fazendo actuar o pequeno motor elctrico que

    faz girar a comporta, fechando a entrada de ar no habitculo.

    Nalguns casos tambm com sistemas de gesto de climatizao, o fecho do habitculo temporizado,

    no indo para alm de 20 minutos, a partir da (variando tambm com o nmero de ocupantes,

    com a humidade atmosfrica e com a diferena trmica entre o interior e o exterior) o ar torna-se

    excessivamente viciado, e seco.

    O Sistema de ventilao foi dotado de um filtro (a partir dos anos 90 tornou-se mais popular), de

    modo a que todo o ar que entra no habitculo ter necessariamente que por ele passar, para obter a

    melhor qualidade possvel do ar e evitar a entrada de substncias nocivas, este filtro tem substituio

    programada(em funo do fabricante da viatura). Em mdia tem uma vida til de 30.000 kms.

    1 Caixa do filtro; 2 Suporte; 3 Filtro de plen

    Fig. 1.11 Filtro de habitculo

    1 2 3

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Sistema de Ventilao Forada

    1.9

    1.3 CIRCUITO HIDRULICO

    Este circuito importante no que diz respeito parte de aquecimento da ventilao. O permutador

    2 (ou radiador de chauffage) um circuito em derivao com o circuito de arrefecimento do motor

    (aconselha-se abrir a vlvula hidrulica 8 para melhor purgar o circuito do lquido de arrefecimento,

    caso seja necessrio uma interveno e este nvel), a vlvula hidrulica interrompe apenas um dos dois

    tubos do circuito do permutador 2, e tem desvantagem de tornar este sistema mais lento na reaco

    das mudanas quente para frio ou vice versa (operadas pelo utilizador), em relao ao outro sistema

    de comporta misturadora.

    1 Vaso de expanso do circuito de arrefecimento do motor2 Permutador (radiador) de calor para aquecimento do habitculo3 Caixa de termstato4 Tubagens do circuito de arrefecimento5 Radiador do circuito de arrefecimento do motor6 Permutador de calor do leo do motor7 Bomba do lquido de arrefecimento

    8 vlvula para interrupo do aquecimento do habitculo

    Fig. 1.12 Circuito do liquido de arrefecimento

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Sistema de Ventilao Forada

    1.10

    1.4 ESQUEMAS ELCTRICOS, VELOCIDADES POR RESIS- TNCIAS

    Trata-se de um exemplo de esquema para um sistema simples de quatro velocidades utilizando

    resistncias de queda de tenso ao motor do ventilador do habitculo.

    No captulo seguinte sero abordados sistemas de ventilao mais elaborados agregados ao ar

    condicionado.

    1 Controlo do ventilador1.1 Selector de velocidades do motor do ventilador1.2/1.3 Interruptor do motor de recirculao de ar do habitculo1.6 Indicador de recirculao do ar do habitculoR 11 Resistncias para velocidades do motor do ventiladorM Motor do ventiladorY Motor actuador de recirculao de ar do habitculo

    Fig. 1.13 Esquema elctrico

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Sistema de Ventilao Forada

    1.11

    1. 5 AQUECIMENTO ALTERNATIVO

    Em climas de temperaturas mais baixas, como por exemplo nos Pases do Norte da Europa, o sistema

    tratado neste captulo tem um sub-sistema para aquecimento alternativo do habitculo. Sabemos j

    que o referido aquecimento est dependente do aquecimento do lquido de arrefecimento do motor, e

    assim, far-se-o os primeiros quilmetros (dependendo da carga aplicada ao motor, nesse perodo de

    aquecimento) sem aquecimento do habitculo. Por essa razo, os sistemas de climatizao (por opo

    do pas importador) so dotados de aquecimento por resistncias elctricas (PTC), e o esquema elctrico

    aqui representado ser completado com o anexo do sub-sistema (PCS e respectivo comando).

    1.5.1 - PR-AQUECEDOR DO LQUIDO DE ARREFECIMENTO

    Nalguns casos, o aquecimento do habitculo beneficiado com o aquecimento tambm por resistncias

    elctricas do circuito de arrefecimento do motor, para acelerar o processo de aquecimento do lquido de

    arrefecimento. Com o lquido quente em menos tempo, temos aquecimento do habitculo em menos

    tempo tambm.

    O controlo das resistncias de aquecimento do lquido de arrefecimento do motor, neste caso, no

    feito no sistema de aquecimento do habitculo.

    Como atrs referido, a funo do sistema aquecer o interior da viatura durante o perodo de

    aquecimento do motor. Quando a temperatura do lquido de arrefecimento do motor atinge cerca de

    800 C, o pr-aquecedor desliga-se. So utilizados dois princpios de funcionamento, um totalmente

    elctrico, mencionado anteriormente (utilizado normalmente para veculos a gasolina), outro com uma

    componente mais mecnica, gerido electronicamente (utilizado normalmente em veculos diesel):

    Uma pequena bomba de combustvel

    representada por 1 na Fig.1.1.4, reti-

    ra-o do lado da admisso do filtro de

    combustvel, bombea-o para o pr-

    aquecedor, alimenta o queimador e

    aquece um permutador montado para

    o efeito no circuito de arrefecimento

    do motor.

    1 Bomba de gasolina; 2 Pr Aquecedor

    Fig. 1.14 Aquecimento suplementar do lquido de arrefecimento

    1

    2

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Sistema de Ventilao Forada

    1.12

    Qualquer dos sistemas utilizados tm normalmente auto-diagnstico (equipamento do fabricante).

    A unidade electrnica de um ou de outro sistema necessita de informao da temperatura do motor,

    para desligar o sistema quando o motor atingir a temperatura atrs referida, e de uma ligao ao

    alternador (normalmente ao terminal D+), pois em caso de avaria no mesmo que no lhe permita

    alimentar o circuito do veculo, bem como carregar a bateria, desliga-se este sistema de aquecimento

    suplementar visando a economia de energia, dado o elevado consumo de corrente (especialmente o

    sistema que utiliza resistncias elctricas).

    K Unidade de controlo do pr-aquecedorG2 AlternadorS69 Sensor de temperatura do lquido de arrefecimentoX Ficha de diagnsticoM69 Actuador do pr-aquecedor

    Fig. 1.15 Esquema de blocos do pr-aquecedor

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Sistema de Ventilao Forada

    1.13

    1.6 ESQUEMAS ELCTRICOS VELOCIDADES POR COMANDO ELECTRNICO

    Sistema com Variao Contnua de Velocidade dos Motores dos ventiladores. Trata-se de um sistema,

    em que as velocidades dos ventiladores, e os motores accionadores das comportas, so controlados

    electronicamente.

    1 Motor actuador da comporta distribuidora de fluxo de ar2 Motor actuador da comporta misturadora3 Motor actuador da recirculao de ar4 Controlo electrnico do motor ventilador5 Motor ventilador6 Unidade de comando electrnico de climatizao

    Fig. 1.16 Esquema elctrico ventilao por processador

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado 2.1

    Ar Condicionado

    2 AR CONDICIONADO

    Fig. 2.1 Refrigerao do habitculo

    2.1 INTRODUO

    Em finais do Sec. XIX Carl Von Linde liquefaz o ar. mquina utilizada para este efeito que se fica a

    dever o frigorfico, e o equipamento de ar condicionado.

    Em 1927 comea-se a pensar em conduzir num habitculo cuja temperatura fosse mais baixa que a

    exterior. Na Amrica (EUA) barras de gelo e um ventilador fazem baixar a temperatura do habitculo.

    Pakard (Construtor Americano) em 1940 fabrica 1000 veculos com ar condicionado. As caixas trmicas

    transportadas nas carroarias passaram para pequenos recipientes no habitculo. Durante a guerra

    parou, voltou em 1950, mas foi em 1965 que se imps.

    Em 1970, surgem os Cool-Packs, sistema conjunto de aquecimento, ventilao e refrigerao.

    Imps-se a refrigerao com compressor, e no se prev a curto prazo alteraes significativas no

    sistema por compressor. Construes aerodinmicas e grandes superfcies vidradas contriburam cada

    vez mais para a utilizao do ar condicionado, com vista obteno de uma boa climatizao do

    habitculo.

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado2.2

    Ar Condicionado

    2.2 TCNICA DO FRIO2.2.1 CLIMA

    Foi referido anteriormente os inconvenientes das janelas e tectos abertos para controlar a temperatura

    do habitculo, de modo a permitir uma conduo segura e descontrada, proporcionando aos ocupantes

    conforto. Manter o ambiente com bases higinicas e fisiolgicas para uma atmosfera pura, temperada e

    tanto quanto possvel desumidificada pois a funo do ar condicionado.

    Temos assim a explicao do termo clima, ou seja o envolvimento trmico do Homem, tendo como

    componentes mais importantes, a temperatura e a velocidade do ar, a radiao trmica incidente e o

    teor da humidade atmosfrica.

    Alm de refrigerar, o ar condicionado elimina a humidade, o p e as partculas de plen do ar em

    circulao no habitculo.

    A humidade relativa a medida do contedo de vapor de gua existente no ar, e um factor importante

    para o conforto dos ocupantes da viatura porque:

    Afecta directamente a velocidade de evaporao de gua, A velocidade de

    evaporao determina a quantidade de calor absorvida durante um determi-

    nado tempo.

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado 2.3

    Ar Condicionado

    Assim, quando o ar seco a gua evapora-se mais facilmente, absorvendo o calor.

    Uma gota de lcool sobre a pele um bom exemplo: o lcool evapora com rapidez, absorvendo calor

    ao mudar de estado lquido para o estado gasoso. Este processo produz uma sensao de frescura

    na pele.

    Quando o ar contm muito vapor de gua, a evaporao mais lenta. Ao reduzir a humidade possvel

    conseguir conforto a temperaturas mais elevadas, pois o conforto o resultado de uma combinao

    de temperatura e humidade. Estudos efectuados demonstram que o esforo corporal (transpirao e

    frequncia cardaca) aumenta proporcionalmente com a carga climatrica (temperatura/humidade).

    Este aumento de esforo provoca cansao, incmodo, e prejudica a ateno do condutor.

    A temperatura pois um factor importante que deve ser levado em conta para uma condio ideal

    de conduo (temperatura situada entre 200 e 220 C), no entanto, o outro factor j aqui referido, a

    humidade no o menos importante. A humidade relativa deve estar compreendida entre os 30%

    e os 70%. Abaixo dos 30% d-se uma desidratao da mucosa do nariz e garganta e uma maior

    possibilidade de infeces no aparelho respiratrio. Com a humidade relativa superior a 70% produzida

    uma desagradvel sensao de humidade em certas zonas da pele.

    A EsforoB Zona de confortoC Carga climatrica

    1 Transpirao2 Frequncia cardaca

    3 Temperatura do corpo

    Fig. 2.3 Efeito da carga climtica sobre o corpo humano

    1

    2

    3

    C

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado2.4

    Ar Condicionado

    2.2.2 PRINCPIOS BSICOS

    Para a compreenso do funcionamento de um sistema de ar condicionado, essencial um conhecimento

    bsico de alguns fundamentos de fsica e qumica.

    H vrios fundamentos de fsica e qumica que se aplicam aos sistemas de refrigerao dos

    automveis:

    Comportamento do calor;

    Propriedades de lquidos e gases;

    Comportamento dos agentes frigorficos (R-12 e R-134 a);

    Efeitos do calor e da presso sobre lquidos e gases.

    Fig. 2.4 Toda a matria contm calor

    Toda a matria contm energia. Parte desta energia trmica, ou seja, calor. O que normalmente

    chamamos frio a ausncia de calor. O escuro tem uma definio semelhante: a ausncia de luz.

    A compreenso do conceito frio essencial para entender como funciona o ar condicionado. Um

    sistema de ar condicionado no faz frio, o que faz absorver o calor do habitculo e expuls-lo para o

    exterior do veculo.

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado 2.5

    Ar Condicionado

    Um termmetro mede a temperatura, ou intensidade da energia trmica, sendo esta intensidade o nvel

    de actividade das molculas de uma determinada substncia. A temperatura mede-se em graus clcios

    ou centgrados (C) ou ainda, menos utilizada, em unidades Fahrenheit (F). 1000 C 2120 F.

    Assim, os termmetros medem a intensidade da energia, no podem medir a quantidade da energia

    presente. O Joule a medida de energia ou de calor de um objecto. tambm a quantidade de calor

    necessria para elevar num grau C, a temperatura de um Kilo de gua ao nvel do mar.

    O BTU (medida Inglesa que significa British

    Trmic Unity), utilizado para medir a quanti-

    dade de energia calorfica que transferida.

    Assim, esta unidade pode ser utilizada para

    medir a quantidade de energia (calorfica),

    que um sistema de ar condicionado pode

    transferir de dentro do habitculo para o ex-

    terior.

    BTU a quantidade de calor necessria para

    elevar um grau centgrado na temperatura,

    de uma libra de gua ao nvel do mar.

    Fig. 2.5 Unidade Inglesa (BTU)

    De igual modo, dois objectos que esto num ambiente mesma temperatura, podem conter quantidades

    muito diferentes de energia (calorfica).

    Fig. 2.6 Temperatura e quantidade de energia

    + 1 C

    1 Librade

    gua

    BTU

    1000 BTU

    71 C 71 C

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    FLUXO DE CALOR

    Fundamento I

    O calor movimenta-se sempre dos nveis de temperatura mais elevados para os

    menos elevados.

    Fig. 2.7 Transferncia de temperatura

    O movimento trmico pra, quando ambos os nveis de temperatura apresentarem

    o mesmo valor.

    Fig. 2.8 Equilbrio de temperatura

    2.6

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    Um sistema de refrigerao de um motor de automvel um exemplo dos diferentes tipos de

    transferncia de calor: conduo, conveco e radiao. O processo de transferncia de calor faz-se

    por todo o sistema:

    TRANSMISSO POR CONDUO

    O calor transmite-se pelo contacto das partcu-

    las que formam os corpos slidos, lquidos e ga-

    sosos.

    Nas cmaras de combusto o combustvel quei-

    ma-se gerando enormes quantidades de calor.

    Dado que o lquido de arrefecimento do motor

    mantm as partes do motor a uma temperatura

    mais baixa, que a produzida nas paredes das

    cmaras de combusto, o calor transferido

    atravs do lquido de arrefecimento, do motor

    para o exterior (sempre dentro do circuito) para

    o seu arrefecimento. Este tipo de transmisso

    denomina-se conduo - transmisso de calor

    atravs de um slido.

    TRANSMISSO POR CONVECO

    O calor transmite-se pelo movimento das partculas de um lquido ou gs.

    Fig. 2.10 Transmisso de calor por conveco

    Fig. 2.9 Transmisso de calor por conduo

    2.7

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    A bomba de gua o orgo que efectua o movimento do lquido de arrefecimento atrs descrito, do

    motor ao radiador. Este movimento de calor de lugar para o outro, utilizando uma via de transferncia

    lquida denomina-se conveco.

    TRANSMISSO POR RADIAO

    O calor transmite-se de um corpo para o outro, sem partculas portadoras mas por

    ondas electromagnticas.

    Fig. 2.11 Transmisso de calor por radiao

    No radiador produz-se de novo uma transferncia por conduo, e tambm uma transferncia de calor

    por radiao (atravs do ar).

    Fig. 2.12 Efeito de radiao

    2.8

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    Em princpio, o sistema de ar condicionado faz o mesmo que o sistema de arrefecimento do motor.

    Este ltimo transporta calor do motor por meio do lquido de arrefecimento, o mesmo se passa com o

    sistema de ar condicionado que transporta calor do habitculo por meio do produto refrigerante. Ambos

    os sistemas eliminam o calor (baixam a temperatura) expulsando-o para o ar exterior.

    Fig. 2.13 Efeito de radiao

    Fundamento II

    Para transformar um liquido em vapor necessrio energia sob a forma de calor.

    Se, por exemplo a gua ferver num bico de gs, absorve uma grande quantidade de

    calor, sem alterar a sua temperatura na evaporao.

    Fig. 2.14 Efeito de evaporao

    2.9

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    Pelo contrrio, se for retirado o calor ao vapor, ele condensa sob a forma lquida.

    Fig. 2.15 Efeito de condensao

    A temperatura a que a gua ferve ou a que a gua se transforma em vapor depende

    da presso. Com um aumento de presso, a temperatura de ebulio aumenta.

    Fundamento III

    Fig. 2.16 Efeito da presso na temperatura

    2.10

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    Ao comprimir um gs aumenta tambm a sua temperatura. Se fecharmos por exem-

    plo, a sada de ar de uma bomba de bicicleta, tapando-a com o polegar e efectuarmos

    um movimento de bombagem, a bomba aquece. O aumento da presso iden-

    tificvel atravs de molejamento da haste do mbolo para trs.

    O aumento da temperatura do gs explica-se porque a mesma quantidade de gua

    se concentra num volume mais pequeno. Portanto, a temperatura de um gs pode

    aumentar sem adicionar calor. Isto o que se passa dentro de um compressor de

    ar condicionado, que utiliza presso para concentrar o calor de um gs. Produz-se

    uma transferncia de calor, quando o gs entra em contacto com uma superfcie de

    temperatura inferior. Se retirar calor do gs a alta presso e a alta temperatura,

    este condensa-se em lquido. A diminuio da presso deste lquido faz com que

    absorva calor ao mudar de estado.

    Fig. 2.17 Comportamento de um gs quando

    comprimido

    2.3 O PRODUTO REFRIGERANTE

    O produto refrigerante o meio de transporte do calor. Tem a misso de absorver o calor do habitculo

    e de o devolver ao ar exterior noutro local. O calor , assim contrariado no seu fluxo normal. Para esse

    efeito o produto refrigerante tem capacidade de transformar o seu estado de liquido para gasoso e vice-

    versa, num processo contnuo.

    2.11

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    Ciclo do Frio

    O produto refrigerante liquido (R 134 a) absorve na evaporao calor ambiente

    (Fundamentos I e II);

    Os vapores so comprimidos e atingem uma temperatura superior temperatura

    ambiente (Fundamento III);

    O ar ambiente mais frio absorve calor e volta a condensar o vapor sob a forma

    liquida (Fundamento I e II);

    Fig. 2.18 Mudana de estado fsico

    Ao estudarmos a curva de presso do gs do produto refrigerante, observam-se as seguintes

    caractersticas principais:

    Sob uma presso atmosfrica normal (cerca de um bar), a gua evapora a 1000

    C, enquanto que a evaporao do produto refrigerante (neste caso o R134 a),

    d-se aos -30 C.

    2.12

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    Numa presso habitual de trabalho de um sistema de A/C de 3 bares o ponto de

    ebulio encontra-se a cerca de 50 C (o ponto de ebulio do produto refrigerante

    depende da presso e da temperatura).

    Em funo das condies de presso e temperatura do sistema de ar condicionado,

    o produto refrigerante altera o seu estado fsico de lquido para gs e vice versa.

    Fig. 2.19 Comportamento do produto refrigerante em funo da presso e

    temperatura

    Na sua aplicao ao sistema de ar condicionado do automvel so levantadas a um produto refrigerante

    as seguintes propriedades:

    Estabilidade qumica em toda a gama de valores de presso e temperatura

    pertinentes no poder decompor-se nos seus componentes;

    1

    2.13

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    Neutralidade qumica em relao aos componentes do ar condicionado no poder

    entrar em combinao com os componentes metlicos (por exemplo o compressor),

    no metlicos (por exemplo tubagens e juntas), o lubrificante do compressor, com o

    oxignio do ar eventualmente existente e com o vapor de gua do sistema.

    2.3.1 HISTORIAL

    A indstria procurou, durante muito tempo, um produto refrigerante que satisfizesse todos estes

    requisitos.

    Fig. 2.20 Mquina de vapor frio de Jacob Perkins

    A par do ter, que no pde impor-se devido aos riscos de exploso envolvidos, o amonaco (R 717) foi

    um produto refrigerante que ajudou a promover a indstria do frio em todo o mundo, sendo ainda hoje

    um dos mais usados refrigerantes.

    Os hidrocarbonetos fluoretados, como por exemplo o R12, foram pela primeira vez propostos como

    materiais de trabalho no princpio dos anos 30. A sua principal vantagem , a par de boas propriedades

    termotcnicas, tambm o facto de no serem inflamveis nem txicos.

    2.14

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.15

    A sua capacidade de dissoluo em leos permitiu a incluso do lubrificante (leos minerais levemente

    refinados; no caso do R 134a agora um leo sinttico) do compressor no circuito geral, sem

    a necessidade de se criar um sistema de lubrificao adicional. O produto refrigerante R 12, uma

    combinao de hidrocarbonetos totalmente halogenizada, tornou-se, sob a designao abreviada de

    HCFC (hidrocarbonetos clorofluoretados), tristemente clebre como exterminador de ozono.

    2.3.2 A ATMOSFERA

    A terra envolvida por uma mistura gasosa, designada por atmosfera. Um dos seus componentes

    importantes o Ozono, que juntamente com a luz solar, faz com que a nossa atmosfera se torne

    azulada.

    A Troposfera

    B Estratosfera

    C Terra

    Fig. 2.21 Envolvimento do planeta

    Os raios solares ultravioletas nocivos (causadores por exemplo do cancro da pele) so em grande parte

    absorvidos pela Camada de Ozono, atravs de complexas reaces qumicas, chegando terra em

    doses inofensivas para os seres vivos.

    O ozono (O3, Oxignio Triatmico) um gs derivado do oxignio pela reaco:

    3 O2 2 O3

    A

    B

    C

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    de cor azulada. Encontra-se no ar e na estratosfera tem concentrao to alta que forma uma

    verdadeira barreira, actuando como filtro atrs descrito (Fig.2.21).

    Os dois tomos de cloro (Fig. ) actuam sobre as molculas de Ozono, gerando primeiro xido de Cloro

    e Oxignio (CLO) e Dixido de Dicloro (CL2 O2), que liberta um tomo de cloro:

    CL2 O2 CL O2 + CL

    Na continuao o Dixido de Cloro decompe-se em Cloro e Oxignio:

    CL O2 CL + O2

    Os tomos de Cloro livres reiniciam o ciclo.

    Assim, um s tomo de cloro pode destruir 100.000 molculas de Ozono, e a consequente destruio

    da camada de ozono.

    Fig. 2.22 Libertao do cloro

    A radiao solar rompe a ligao carbono-cloro e os tomos de cloro ficam livres.

    Fig. 2.23 Ataque do cloro ao ozono

    2.16

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.17

    Conhecidos so, os estudos cientficos que atestam que o efeito de filtragem da camada de ozono

    est a ser fortemente destruda. A proteco contra a forte radiao de raios ultravioletas deixou de ser

    assegurada, deixando os cada vez maiores buracos do ozono passar os raios ultravioletas na sua

    totalidade at superfcie terrestre.

    O R 134 a a partir de 1992 veio substituir O R 12, pois no provoca os efeitos nocivos anteriormente

    descritos.

    2.3.3 - PRODUTO ECOLGICO (R 134 a VERSUS R 12)

    COMPARATIVO DE PROPRIEDADES R 134 a R 12

    Formula Qumica CH2 FCF3 CCL2F2Peso Molecular 102 120.9

    Ponto de Ebulio -26.5 -29.8

    Temperatura Critica 100.6 112

    Presso Critica Bar 39.45 41.1

    Ponto de Congelao -101 -158

    Densidade do Vapor Saturado a Baixa Presso kg/m3 5.05 6.33

    Calor Especfico do Lquido a 25o C J/kg k 1427 971

    Calor Especfico do Vapor a 25 J/kg k 854 607

    Calor de Evaporao a Baixa Presso kj/kg 220 165

    Condutibilidade Trmica do Liquido a 60o C w/mK 0.103 0.057

    Densidade do Lquido a 25o C g/cc 1.203 1.311

    Condutibilidade Trmica do Vapor a 60o C w/mK 0.018 0.011

    Presso do Vapor a 25o C 6.62 6.51

    Solubilidade do FC em gua a 25o C, e 1 Bar, % de gua

    0.15 0.028

    Solubilidade da gua em FC a 25o C, % de gua 0.11 0.009

    Viscosidade do lquido a 25o C CP 0.205 0.215

    Potencial de destruio do Ozono 0 1.0

    Tab. 1.1

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    DIFERENAS TERMODINMICAS ao utilizar o R 134 a:

    Aumenta a presso de condensao;

    Diminui a presso de evaporao;

    Diminui a temperatura de sada do gs do compressor;

    Aumenta o calor de evaporao;

    Aumenta o volume especfico, por isso o R 134 a tem maior condutibilidade

    trmica que o R 12.

    PROPRIEDADES FSICAS DO R 134 a:

    As propriedades do R 134 a so muito semelhantes s do R 12:

    E ainda:

    No ataca o Ozono;

    No produz SMOG.

    Fig. 2.24 Botija de produto refri-

    gerante

    No txico;

    No inflamvel;

    No corrosivo;

    No explosivo

    No mancha

    incolor

    inodor

    Mistura-se bem com al-guns tipos especficos

    Tem elevado calor de evaporao a baixa

    Boa estabilidade qumi-

    2.18

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.19

    Na manipulao os cuidados a ter com o R 134 a so j conhecidos do R 12:

    Operar em ambientes bem ventilados;

    Evitar a disperso do R 134 a na atmosfera;

    Evitar o contacto do R 134 a com a pele e olhos;

    No expor os recipientes de R 134 a ao sol ou outra fonte de calor.

    2.4 FUNCIONAMENTO DO AR CONDICIONADO

    1 Exterior; 2 Motor (radiador); 3 Exterior (filtrado); 4 Habitculo; 5 Compressor; 6

    Filtro secador; 7 Vlvula expansora; 8 Condensador; 9 - Evaporador.

    Fig. 2.25 Circuito de ar condicionado

    O sistema de ar condicionado est totalmente integrado no sistema de aquecimento e de ventilao do

    veculo. A conduta do ar no interior do habitculo no alterada pela integrao do ar condicionado.

    A diferena em relao aos veculos sem ar condicionado consiste no facto de, no ar condicionado, o

    evaporador estar montado na conduta do ar no corpo de aquecimento.

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    O ar fresco aspirado do exterior obrigatoriamente passado pelas lminas do evaporador 1 na Fig.

    2.26, antes de fazer a sua entrada no habitculo.

    Fig. 2.26 Ventilao do habitculo

    Isso acontece independentemente do facto de o ar condicionado estar ligado ou desligado. O fluxo

    de ar no grandemente afectado pelo evaporador. Com este sistema possvel conduzir ar frio ou

    quente at s sadas do ar, regulveis separadamente umas das outras, com vista a realizar tarefas

    especficas como desgelo ou o desembaciamento.

    Da climatizao dos veculos faz no apenas parte a entrada de ar fresco como tambm a sada do ar

    saturado. O ar entrado pelo sistema de ventilao no habitculo escapa-se por sadas de ar nos painis

    laterais do veculo, atrs do revestimento traseiro. Umas lminas de borracha asseguram a sada do ar

    do veculo, sem permitir a entrada de matrias indesejveis no habitculo, do exterior.

    1 - Evaporador 1

    2.20

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    Dentro de um sistema de ar condicionado em funcionamento, produz-se continuamente o seguinte

    processo:

    O gs refrigerante a baixa presso aspirado pelo compressor. Durante a

    compresso este gs aquece;

    O gs quente a alta presso passa pelo condensador, onde transfere o seu calor

    para as superfcies do condensador;

    Ao ceder o seu calor, o gs condensa-se formando um lquido a alta presso;

    Este lquido a alta presso passa no evaporador atravs de uma restrio (tubo de

    orifcio ou vlvula TXV). Esta restrio controla o volume de produto refrigerante que

    entra no lado de baixa presso do sistema;

    Dentro do evaporador, o produto refrigerante a baixa presso evapora-se e absorve

    calor da superfcie do evaporador;

    Ao evaporar-se (o produto) dilata-se e aumenta a presso do lado da baixa. Este

    gs aspirado pelo compressor e repete-se o ciclo.

    2.4.1 CIRCUITO DO AGENTE FRIGORFICO

    Ciclo de refrigerao bsico:

    Um sistema de refrigerao de ar

    condicionado consta de vrios com-

    ponentes unidos por tubos que for-

    mam um circuito fechado. O produto

    refrigerante circula por este circuito,

    absorvendo calor no evaporador e li-

    bertando-o no condensador.

    Para um sistema de refrigerao bsico, necessitaria apenas da instalao de um

    compressor nesta parte do circuito.

    Fig. 2.7 - Circuito bsico de frio

    2.21

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    Zonas de Alta e Baixa Presso:

    O sistema est dividido em duas partes: a zona de alta presso e a zona de baixa presso.

    1 Compressor; 2 Embraiagem elctrica; 3 Condensador; 4 Ventilador do condensador;

    5 Interruptor de alta presso; 6 Filtro secador; 7 Interruptor de baixa presso; 8 Inter-

    ruptor de temperatura; 9 Sensor de temperatura; 10 Colector de condensao; 11 Eva-

    porador; 12 Ventilador do habitculo; 13 Controlo do ventilador; 14 Vlvula de expan-

    so; 15 Lquido de alta presso; 16 Gs de alta presso; 17 Lquido de baixa presso;

    18 Gs de baixa presso.

    Fig. 2.28 - Alta e baixa presso do circuito

    Estas duas zonas esto separadas por um dispositivo dosificador (tubo do orifcio ou TXV) e o

    compressor.

    Como o compressor pode impulsionar mais produto do que aquele que pode passar pelo dispositivo

    dosificador, num determinado tempo, a presso aumenta entre a sada do compressor e o referido

    dispositivo. Portanto, o lado de alta presso, vai desde a sada do compressor, atravs do condensador,

    at entrada do dispositivo dosificador. Durante o funcionamento do sistema, o lado da alta presso

    o de temperatura mais elevada.

    2.22

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.23

    O lado de baixa presso comea na sada do dispositivo dosificador, inclui o evaporador, o acumulador

    secador, at entrada do compressor. Durante o funcionamento do sistema, o lado de baixa o de

    menor temperatura.

    Os lados de alta e baixa presso, podem distinguir-se de diversas formas:

    Dimetro dos tubos de alta - menor do que os de baixa (normalmente);

    Temperatura dos tubos de alta - mais elevada (em funcionamento);

    Os tubos de baixa podem apresentar-se hmidos (em funcionamento);

    Atravs da medio da presso.

    No circuito do produto refrigerante encontra-se reproduzido o Ciclo do Frio atrs descrito. No

    sistema fechado do automvel desenrola-se tambm um processo de sequncia peridica, isento de

    manuteno.

    2.5 COMPONENTES DO AR CONDICIONADO

    Fig. 2.29 Implantao de componentes

    1 Tomada de carga de baixa presso

    2 Compressor3 Condensador4 Cmara de Condensao

    (opcional)

    5 Pressstato de trs nveis 6 Tomada de carga de alta pres-

    so

    7 Vlvula de expanso8 Evaporador9 Filtro secador10 Sensor de temperatura do

    evaporador (opcional)

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.24

    2.5.1 O COMPRESSOR

    semelhana do alternador, tambm o compressor accionado pelo motor do veculo, por intermdio

    de uma correia trapezoidal (ou Poly v estriada). Em casos poucos frequentes temos accionamento por

    veio, ou de engrenagem de carretos.

    Fig. 2.30 Localizao e accionamento do compressor

    O compressor tem como misso provocar um aumento de presso no agente frigorfico, criando um

    movimento no mesmo.

    Para conseguir a compresso do agente frigorfico, existem dois grupos de compressores:

    COMPRESSOR CENTRIFUGO, em que a compresso se faz por efeito da fora centrfuga.

    Estes no so usados nos automveis, portanto abordaremos apenas os volumtricos:

    1 Alternador

    2 Bomba de gua

    3 Cambota

    4 Tensor

    5 Bomba de direco assisti-

    da6 Compressor de ar condicio-

    nado

    1

    1

    1

    1

    11

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.25

    COMPRESSOR VOLUMTRICO, em que a massa aspirada se comprime por variao de volume:

    Rotativos;

    Alternativos.

    COMPRESSOR ROTATIVO:

    Compressores parecidos em funcionamento ao motor Wankel. No seu interior existe um rotor com

    vrias palhetas, que com a rotao criam variao da cmara de compresso para permitirem as fases

    correctas de funcionamento do compressor (admisso e compresso).

    A Parafuso de fixao da embraiagem; B Acoplamento flexvel; C Freio; D Polia; E Freio; F Bobine electromagntica; G Anilhas de afinao da embraiagem; H Ligao massa; I Alimentao da bobine; J Ficha de ligao; L Proteco trmica (elctrica); M Veio do compressor.

    Fig. 2.31 Compressor rotativo

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.26

    A proteco trmica L da Fig. 2.31 montada em srie na circuito da bobine electromagntica e

    interrompe o circuito quando a temperatura no compressor atinge cerca de 1800 C, e volta a lig-lo a

    cerca de 1200 C.

    Este tipo de proteco no exclusivo deste compressor, encontrando-se igualmente noutro tipos de

    compressor.

    Fig. 2.32 Corte 1 do compressor rotativo

    Fig. 2.33 Corte 2 do compressor rotativo

    1 Vlvula anti-retorno2 Conduta de escape3 Tambor4 Palhetas5 Carcaa6 Admisso7 Cmara

    1

    2

    3

    4

    57

    6

    4 Palhetas5 Carcaa8 Tampa posterior9 Vlvula elctrica de controlo de dbito

    10 juno de aspirao11 Cmara de aspirao de bai- xa presso

    12 Tampa anterior13 Proteco termoelctrica14 Juno de escape15 Cmara de alta presso

    4

    59

    1011

    12

    13 14

    15

    8

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    Ar Condicionado

    2.27

    Fig. 2.34 Corte 3 do compressor rotativo

    FUNCIONAMENTO

    O gs aspirado pela abertura D pela progressiva expanso do espao C, existente entre as palhetas

    A e B: ocorre o incio da fase de expanso (Fig. 2.35).

    Fig. 2.35 Admisso do produto refrigerante

    3 Tambor4 Palhetas5 Carcaa9 Vlvula elctrica de controlo de dbito

    11 Cmara de aspirao de bai- xa presso

    14 Juno de escape15 Cmara de alta presso

    5 9

    15

    14

    11

    4

    3

    C

    D

    A

    B

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    Ar Condicionado

    2.28

    A posio das palhetas A e B faz com que o espao C esteja no mximo do seu volume. Em especial a

    palheta A intercepta a comunicao entre o espao C e a abertura D, completando a fase de aspirao

    (Fig. 2.36).

    Fig. 2.36 Final da admisso

    O espao C reduz-se de volume e a presso do gs aumenta: inicia-se a fase de compresso (Fig.

    2.37).

    Fig. 2.37 Compresso do produto refrigerante

    C

    D

    A B

    C

    A

    B

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    Ar Condicionado

    2.29

    A presso do gs aumenta ainda mais at abrir a vlvula de lmina (anti-retorno) B: inicia-se a fase de

    descarga (escape) Fig. 2.38.

    A Tambor A - PalhetaB Vlvula de escapeC Palheta

    Fig. 2.38 Incio de descarga (escape) Fig. 2. 39 Final da descarga (escape)

    O controlo do caudal obtido

    atravs de um mecanismo

    electropneumtico, incorpora-

    do no compressor, que faz

    passar uma parte do gs que

    se encontra em fase de com-

    presso entrada, ou seja,

    na cmara de baixa presso.

    Com tal sistema, conseguem-

    se redues de caudal na or-

    dem dos 60%.

    A Pisto; B Mola de oposio; C Cilindro; D Escape (controlo de dbito); E Cmara; F Cmara de baixa presso; G Furo cali-brado; H Vlvula electromagntica (controlo de dbito); I CondutaL - Palheta.

    Fig. 2.40 Controlo volumtrico

    A

    C

    BA AA

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    Ar Condicionado

    2.30

    COMPRESSORES ALTERNATIVOS:

    O Compressor Alternativo, tem um funcionamento muito semelhante ao motor (mais comum) do

    automvel. Deste tipo de compressores so utilizados principalmente dois modelos:

    COMPRESSOR ALTERNATIVO COM CAMBOTA

    Normalmente compostos por dois cilindros em linha com uma vlvula de duas lminas que atravs de

    uma pr-carga aplicada sobre as mesmas, Fazem alternadamente a funo de admisso e escape do

    produto refrigerante.

    1 Carcaa; 2 Chaveta; 3 Bobine electromagntico; 4 Parafuso; 5 Polia com embraiagem; 6 Anilha; 7 Parafuso de fixao; 8 Cambota

    Fig. 2.41 Compressor com cambota

    Este tipo de compressor no muito utilizado em viaturas ligeiras.

    1

    2

    34

    5

    67

    8

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    Ar Condicionado

    2.31

    COMPRESSOR ALTERNATIVO COM PRATO OSCILANTE

    Os compressores com prato oscilante so formados normalmente por 5 a 7 cilindros, montados

    na horizontal, no interior dos quais trabalham os mbolos (pistons), dispostos de forma axial,

    alternativamente, por aco do prato oscilante, aspirando o produto refrigerante do evaporador e

    comprimindo-o para o condensador.

    Fig.2.42 Compressor com prato oscilante

    Existem compressores alternativos de prato oscilante, sem regulao e com regulao de dbito.

    Os componentes de ambos so praticamente os mesmos, excepo da vlvula reguladora que equipa

    um deles (com regulao), e assim lhe confere a possibilidade de alterar a sua cilindrada em funo

    das necessidades.

    Fig. 2.43 Compressor com prato oscilante

    A Prato oscilanteB Baixa pressoC Alta pressoD EscapeE Vlvula de admissoF PistoG Veio de impulso

    C

    D

    A B

    EFG

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    Ar Condicionado

    2.32

    CICLO IDEAL DE FUNCIONAMENTO DE UM COMPRESSOR:

    A linha 1-2 representa a compresso do agente frigorfico no cilindro desde a presso P1 at presso

    P2. Neste tempo, o mbolo desloca-se do P.M.I. at ao P.M.S., e as vlvulas de admisso e escape

    esto fechadas.

    Ao alcanar a presso P2 (correspondente existente no condensador) a vlvula de escape abre-se e

    d-se a expulso do agente frigorfico segundo a linha 2-3.

    Quando o mbolo alcana o ponto 3 (P.M.S.) comea a deslocar-se de novo at ao P.M.I.. A vlvula

    de admisso no se abre imediatamente, pois no espao morto (D) fica uma certa quantidade de

    refrigerante presso P2, superior a P1.

    Quando a presso no interior desce segundo a linha 3-4 at ao valor de P1, a vlvula de admisso

    abre-se e o agente frigorfico (gs) procedente do evaporador, enche de novo o cilindro segundo a linha

    4-1.

    Fig. 2.44 Grfico de funcionamento de um compressor ideal

    PMI Ponto morto inferior (do pisto)PMS Ponto morto superior (do pisto)

    d Cmara

    P1 Presso inferiorP2 Presso superior

    1 2 Compresso2 3 Escape 3 4 Admisso4 1 Fim da admisso

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    Ar Condicionado

    2.33

    ACOPLAMENTO MAGNTICO

    O Acoplamento Magntico o elemento intermdio entre o motor do veculo e o compressor de ar

    condicionado.

    No momento da sua activao, o acoplamento magntico permite que a rotao do motor passe para

    o compressor.

    \Ao activar o ar condicionado, enviada corrente elctrica bobine de atracao que por sua vez

    cria um campo magntico que atrai o prato de arrasto contra a polia, criando um s corpo e assim

    transmitindo o movimento do motor ao compressor. Quando desligada a bobine de atracao finda o

    campo magntico, e por aco do efeito de recuperao (molas de lmina contidas no prato de arrasto)

    se separa a polia, e o compressor pra a sua rotao, ficando apenas a polia a acompanhar a rotao

    do motor.

    Fig. 2.45 Sistema de acoplamento do compressor, em repouso

    A PoliaB RolamentoC Bobine electromagntica

    D

    A

    B

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    Ar Condicionado

    2.34

    D - Prato de arrasto

    Fig. 2.46 Sistema de acoplamento do compressor,

    activado

    COMPRESSOR DE CILINDRADA VARIVEL

    As condies de funcionamento de um sistema de ar condicionado alteram-se permanentemente. O

    rendimento frigorfico necessrio precisa de se ajustar aos seguintes factores:

    Regime de rotao do motor;

    Passagem de ar pelo Condensadorr e pelo evaporador;

    Humidade atmosfrica;

    Temperatura do ar exterior.

    A Mxima cilindrada; B Mnima cilindrada; C Curso do pisto

    A C B

    D

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    Ar Condicionado

    2.35

    Com o ar condicionado ligado o compressor funciona sempre (reduzindo o trabalho do sistema

    electro-magntico de acoplamento e poupando a correia e o prprio compressor). O grau de eficcia

    optimizado obtido atravs do ajuste do dbito do produto refrigerante a cada situao concreta. Para

    a necessria regulao do disco oscilante, com essa finalidade, necessrio um elemento regulador

    especial (vlvula reguladora descrita neste mdulo em captulo posterior).

    A responsabilidade pelo respectivo posicionamento do disco oscilante, cabe relao entre a presso

    interna na carcaa e a soma das presses individuais (o nmero de pistons varivel) na cmara de

    compresso, e o momento da resultante em volta do ponto de rotao do disco oscilante.

    Se ambas as presses forem equivalentes a posio do disco oscilante no se altera e o rendimento do

    compressor mantm-se inalterado. Como a presso permanece praticamente constante do lado da alta

    presso do compressor, o ngulo de inclinao do disco oscilante s pode ser ajustado ao rendimento

    necessrio, atravs de uma alterao da presso interior na carcaa.

    Quanto maior for a inclinao, tanto maior ser a cilindrada e consequentemente o rendimento.

    Com o disco oscilante quase na vertical em relao ao eixo de rotao, a cilindrada reduzida e

    consequentemente o dbito do produto refrigerante tambm.

    O ngulo de inclinao especfico resulta do rendimento frigorfico necessrio. O ajuste entre a cilindrada

    mnima e mxima gradual.

    Fig. 2.48 Representao do interior de um compressor de cilindrada varivel

    A Alimentao de bobine

    B Prato oscilanteC Junta tricaD Cabea posteriorE VlvulasF Vlvula regulado-

    raG FreioH Junta da cabea

    posteriorI GuiaJ RtulaL Junta tricaM Rolamento da

    PoliaN FreioO Retentor Conjunto de em-

    braiagem

    CDA B

    E

    F

    G

    HIJ

    L

    M

    N

    O

    P

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    Ar Condicionado

    2.36

    2.5.2 - VLVULA REGULADORA

    A grandeza de identificao do ngulo de inclinao correcto do disco oscilante um valor da baixa

    presso existente na vlvula reguladora.

    Uma baixa presso elevado significa um mau rendimento frigorfico, um valor baixo sinnimo de

    uma alto rendimento. Um rendimento frigorfico alto significa um congelamento da superfcie do

    evaporador.

    A vlvula reguladora dispe de um diafragma que actua sobre uma haste de vlvula e sobre uma

    esfera de vlvula. Estas regulam a seco da vlvula e aumentam ou diminuem, deste modo, a presso

    interior na carcaa.

    Fig. 2.49 Vlvula reguladora

    Quando a necessidade do sistema de ar condicionado alta, o corpo da membrana da vlvula

    reguladora do compressor est submetida presso. A entrada da presso de descarga fecha-se por

    meio da vlvula de bola. A entrada de presso de aspirao do compressor est aberta e estabelece-se

    circulao desde o crter.

    A diferena de presso entre as partes superior e inferior do pisto aumenta, e o prato oscilante situa-

    se na posio de ngulo mximo. O compressor funciona cilindrada mxima.

    1 Presso de descarga do compressor

    2 Entrada de presso ao crter

    3 Retorno de presso do crter

    4 Presso de aspirao do compressor

    1

    2

    3

    4

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    C

    D

    A B

    E

    Ar Condicionado

    2.37

    Fig. 2.50 Cilindrada mxima

    Quando a necessidade de capacidade do sistema mais baixa, o corpo da membrana da vlvula

    reguladora dilata-se, a entrada da presso de descarga abre-se mediante a vlvula de bola, e fecha-se

    a comunicao com a presso de aspirao. Haver circulao desde o lado de presso de descarga,

    ao crter.

    A Prato oscilante

    B Pisto

    C Fole da vlvula reguladora

    D Vlvula reguladora

    E Guia

    F Centro do eixoBaixa presso

    Cescarga

    Crter

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    C

    D

    A B

    E

    Ar Condicionado

    2.38

    A diferena de presso entre a parte superior e inferior do pisto diminui. Desta aco resulta a reduo

    do ngulo de inclinao do prato e consequentemente, a cilindrada diminuiu.

    Fig. 2.51 Cilindrada mnima

    A Prato oscilanteB PistoC Fole da vlvula reguladoraD Vlvula reguladoraE GuiaF Centro do eixo

    Baixa presso

    Cescarga

    Crter

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    Ar Condicionado

    2.39

    LUBRIFICANTE

    O lubrificante do compressor lubrifica os componentes mveis do compressor da vlvula reguladora e

    da vlvula de expanso. Do mesmo modo, impede tambm a corroso nos componentes condutores

    do produto refrigerante do ar condicionado.

    O lubrificante do compressor circula em todo o circuito do produto refrigerante.

    Trata-se de um leo PAG* sinttico especialmente ajustado a actuar em conjunto com o produto

    refrigerante R 134 a (para o R 12 era utilizado um leo mineral) . Absorve a humidade do ar evitando

    a deteriorao do sistema. No pode ser misturado nem substitudo por lubrificantes base de leo

    mineral!

    Antes da primeira utilizao do ar condicionado a quantidade total de lubrificante do compressor

    (aproximadamente 300 ml) encontra-se dentro do mesmo. Na primeira utilizao o lubrificante

    introduzido pelo produto refrigerante no respectivo circuito. Quando o ar condicionado desligado,

    deposita-se nos diversos componentes proporcionalmente, desta forma no precisa de ser substitudo

    pois no se gasta com o funcionamento do ar condicionado.

    Se no estiver seguro de que a embalagem

    de leo a utilizar se encontrava bem fecha-

    da, desfaa-se desse leo (cumprindo o re-

    gulamentado) e use leo de um recipiente

    novo.

    O leo PAG quando exposto ao ar absorve 2

    Vol.% de humidade em 120 horas.

    O atesto do lubrificante do sistema est des-

    crito em evacuao, reciclagem e enchi-

    mento.

    Exemplo de embalagens com leo PAG para sistemas de ar condicionado. As embalagens devem

    manter-se fechadas, e o sistema de ar condicionado, quando em reparao, deve ser conservado em

    vcuo para no absorver oxignio.

    Fig. 2.52 leo lubrificante

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.40

    Esgotar um compressor usado

    Quantidade retirada:

    > 100 ml leo a mais no sistema

    < 100 ml leo a mais no sistema

    < 60 ml leo insuficiente no sistema

    Fig. 2.53 Vazar compressor

    Quantidade de leo a adicionar aps reparao do sistema:

    Filtro secador: 40 60 ml.

    Condensador: 60 80 ml.

    Evaporador: 60 80 ml.

    Compressor: 90 150 ml.

    Tubos: 40 60 ml.

    Fig. 2.54 Encher compressor

    Exemplos de equipamentos para enchimento de leo do sistema.

    Fig. 2.55 Seringas de enchimento Fig.2.56 Bomba de enchimento

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.41

    2.5.3 VLVULA EXPANSORA, TXV, E ORFICIO

    Conforme j referido noutra passagem, o circuito do lquido refrigerante tem uma vertente de alta

    presso e outra de baixa presso. O ponto de separao constitudo pela vlvula de expanso

    termosttica, instalada na caixa de distribuio de ar entre a conduta de entrada e sada do evaporador.

    Assume uma funo estranguladora e determina o fluxo de passagem do refrigerante em funo da

    sua respectiva temperatura.

    Devido rpida quebra de presso depois da vlvula de expanso, o produto refrigerante evapora no

    evaporador. Neste ponto extrado ao ar exterior que passa pelas lminas do evaporador no sentido

    do habitculo, o calor necessrio, produzindo-se o seu arrefecimento.

    Um fino filtro de malha, situado na entrada do lquido de alta presso, impede que a subida de partculas

    metlicas e outros materiais estranhos obstruam o orifcio da vlvula. As obstrues do orifcio diminuem

    o rendimento do sistema.

    H no entanto diversas formas de expandir o produto refrigerante, no sistema do Ar Condicionado.

    O componente mais simples a vlvula expansora de orifcio calibrado.

    1 Junta trica; 2 Tubo de orificio

    Fig. 2.57 Corte de vlvula de expanso de orficio caalibrado

    constituda por um tubo, filtro e orifcio dividindo a alta da baixa presso, do sistema, situada entre o

    condensador e o evaporador.

    Trata-se de um orifcio calibrado que permite passar apenas uma quantidade de fluido determinado.

    1 2

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.42

    No lado de alta presso, mantm a presso e com ela o estado lquido do produto refrigerante. Na

    sada do estrangulamento o produto sofre uma expanso, desce a presso, e d-se um abaixamento

    de temperatura considervel do mesmo. Ao passar pelo estrangulamento pulverizado , e desta forma

    mais fcil a sua posterior evaporao. Na evaporao do produto ( sada do orifcio) a sua presso

    ca para pouco mais de 1 Bar, e a uma temperatura na ordem dos 70 negativos sob a forma de vapor

    saturado.

    VLVULA EXPANSORA DE SECO VARIVEL

    A vlvula termosttica de expanso (TXV) est instalada nos tubos de entrada e sada do evaporador.

    Converte o refrigerante lquido de alta presso proveniente do depsito secador, em refrigerante lquido

    a baixa presso, obrigando-o a passar atravs de um pequeno orifcio antes de entrar no evaporador.

    Quando a carga trmica aumenta e diminui, a vlvula de expanso fornece a quantidade correcta de

    produto ao evaporador para este conseguir a mxima transferncia de calor.

    A vlvula de expanso composta por: corpo, elemento de actuao e orifcio vedante.

    O orifcio abre-se e fecha-se por aco de um diafragma. Este fecha-se em resposta presso do

    evaporador, aplicada parte inferior do diafragma e presso da mola de retorno contra o orifcio. Abre-

    se por aco do gs do tubo capilar e do bolbo de comando contra a parte superior do diafragma.

    O bolbo do comando est aplicado linha de gs de baixa presso, imediatamente depois da sada do

    evaporador, e est cheio de um gs de alto coeficiente de dilatao. medida que muda a temperatura

    da sada do evaporador, o gs contido no bolbo de comando dilata-se ou contrai-se, controlando a

    aco da vlvula.

    A vlvula expansora termosttica (TXV) responsvel por trs funes interacionadas:

    Estrangulamento

    Modulao

    Medio

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.43

    Estrangulamento:

    O caudal do produto refrigerante estrangulado ao passar atravs da vlvula. O lquido a alta presso

    entra na vlvula e sai dela a baixa presso. Esta baixa presso faz com que o produto mude de

    estado.

    Modulao:

    A TXV (Fig. 2.58) ajusta a quantidade de liquido a baixa presso que entra no evaporador, para

    conseguir uma refrigerao adequada. A vlvula modula a posio de totalmente aberta a fechada,

    para conseguir o caudal adequado.

    Medio:

    A carga e as mudanas de temperatura afectam o caudal que entra no evaporador. Uma maior carga

    exige mais refrigerante para manter a temperatura ptima no evaporador.

    Fig. 2.58 Vlvula de expanso

    1 Evaporador

    2 Vlvula TXV

    1

    2

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.44

    Todas as TXV se ajustam para compensar o estado de diferencial, ou seja, a diferena entre a

    temperatura de entrada e a de sada do evaporador, criada na transformao do produto refrigerante

    lquido em gs.

    Teoricamente, todo o refrigerante lquido ferve antes de chegar s sadas do evaporador, mas de facto,

    a temperatura do produto refrigerante est acima do ponto de ebulio. Por exemplo, o refrigerante

    num evaporador a 196 kpa tem uma temperatura de 10 C. Ao ferver o refrigerante, a temperatura do

    gs sobe at que, sada, alcance 1,60 C. A diferena entre a entrada e a sada (diferencial) de 2,60

    C. Se aumentar o tamanho do evaporador, passa-se o mesmo.

    Fig. 2.59 Vlvula expansora TXV

    Para compensar as diferenas de presso/temperatura sada do evaporador, um equilibrador modula

    entre a presso real e a temperatura medida. Isto permite que a vlvula mea a quantidade de produto

    refrigerante com mais preciso. Existem dois tipos de equilibradores: internos e externos. Normalmente,

    as vlvulas equilibradoras internas utilizam-se em pequenos sistemas evaporadores, enquanto que nas

    unidades grandes se utilizam equilibradoras externas.

    1 Vlvula

    2 - Agulha

    3 - Termstato

    4 Produto refrigerante

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.45

    Em caso de avaria, a TXV apresenta os mesmos sintomas que o tubo de orifcio. A falha normalmente

    deve-se a um mau funcionamento da unidade de accionamento e ao fecho da vlvula. Os filtros de

    entrada e sada tambm se podem obstruir como referido anteriormente.

    2.5.4 O CONDENSADOR

    O condensador (fig. 2.60) pratica-

    mente o radiador do ar condiciona-

    do. O produto refrigerante aquecido

    na compresso arrefecido pelo ar

    exterior que passa pelas lminas do

    condensador, voltando a passar ao

    estado lquido. Este processo desi-

    gnado, na linguagem tcnica, por con-

    densao, assunto tratado no captulo

    7.2 (Fundamento II).

    Aqui o produto refrigerante entra

    (proveniente do compressor) na forma

    de vapor quente de alta presso, cede

    calor e condensa-se, transformando-

    se em lquido quente de alta presso.

    Na sada do condensador o produto

    refrigerante tem aproximadamente

    uma presso de 15 Bar e uma tempe-

    ratura de 580C.

    O condensador consiste de uma tubagem com a forma de serpentina, firmemente ligada por meio

    de lminas. No s conferem ao sistema a necessria estabilidade como aumentam, acima de

    tudo, a superfcie de dissipao de calor. Deste modo se assegura sempre uma dissipao de calor

    tanto quanto possvel intensa. Para que passe uma quantidade de ar fresco exterior suficiente pelo

    condensador, este est sempre disposto frente do radiador do lquido de arrefecimento do motor.

    Para evitar eventuais problemas com o arrefecimento do motor, os veculos com ar condicionado so

    equipados com um radiador de alto rendimento e um ventilador auxiliar, que zelam permanentemente

    por uma refrigerao suficiente.

    1 Entrada do condensador

    2 Condensador

    3 Sada do condensador

    Fig. 2.60 - Condensador

    1

    2

    3

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.46

    Fig. 2.61 - Condensador

    O condensador pode funcionar incorrectamente por diversos motivos: fugas, restrio passagem do

    produto, e restrio passagem do ar atravs dele. As restries passagem provocam um aumento

    de presso no condensador, visto no se efectuar o abaixamento de temperatura desejvel no produto.

    Uma restrio parcial pode fazer com que se forme gelo no condensador no local da restrio, pois

    aps o semi-entupimento, d-se a expanso do produto e o consequente abaixamento da temperatura

    do mesmo.

    Durante o funcionamento normal do sistema, o tubo de entrada tem uma temperatura mais elevada,

    que o de sada.

    2.5.5 VENTILADOR DO RADIADOR

    Fig. 2.62 - Ventilador

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.47

    Embora o ventilador auxiliar s faa indirectamente parte do sistema do ar condicionado, desempenha,

    no entanto, uma funo importante, pelo que deve ser tambm aqui referido.

    O condensador est montado frente do radiador. Consequentemente chega at ao radiador do

    lquido de arrefecimento do motor, ar mais quente e em menor quantidade. Numa situao extrema,

    nomeadamente nos dias quentes de Vero, isso poder conduzir a temperaturas inadmissivelmente

    elevadas, no sistema de arrefecimento do motor. O calor reflectido pelo radiador tem, por seu lado,

    efeitos negativos sobre o condensador e, deste modo, sobre o rendimento do ar condicionado. Para

    que no se produza um colapso geral provocado pelo calor. Est instalado um ventilador elctrico

    auxiliar (variando a sua colocao em funo do fabricante), que se vai ligando e desligando em funo

    da temperatura do lquido de arrefecimento, ou presso do produto refrigerante do sistema de ar

    condicionado.

    TIPOS DE VENTILADORES

    Por opo do fabricante, usual utilizar um ou dois ventiladores, trabalhando estes em srie ou paralelo,

    Conforme as necessidades do sistema, assim feita a ligao. Para temperatura mais baixa, presso

    mais baixa, e temos ligao em srie. Para temperatura mais elevada, presso mais elevada, ligado

    um segundo contacto do Pressostato, alterada a ligao dos rels, e o sistema passa a trabalhar com

    os ventiladores em paralelo, logo maior velocidade e maior caudal de ar para arrefecimento (fig. 2.71).

    Existem tambm sistemas em que o controlo dos ventiladores se faz por queda de tenso. Com uma

    resistncia em srie com o ventilador, temos duas velocidades do ventilador (atravs da resistncia,

    ou directo).

    No muito, mas usual, o controlo dos ventiladores electronicamente. Uma unidade electrnica controla

    directamente os ventiladores, dispondo de vrias fases de ventilao (podem chegar a 6).

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.48

    2.5.6 O EVAPORADOR

    Fig. 2.63 - Evaporador

    semelhana do condensador, tambm a estrutura do evaporador, colocado frente do corpo de

    aquecimento na caixa de distribuio do ar, consiste num sistema de tubagens e lminas.

    Quando o ar condicionado est ligado, o produto refrigerante que entra evapora sendo retirado o calor

    ao ar que passa atravs das lminas, e assim refrigerado neste processo. A humidade atmosfrica

    libertada deposita-se no evaporador. Como efeito secundrio prtico, a gua de condensao que se

    forma liga-se s partculas de p e aos plens de flor, sendo conduzida para o exterior pelo tubo de

    escoamento da gua de condensao.

    Atravs de uma regulao selectiva da temperatura, evita-se eficazmente neste processo, um

    congelamento do evaporador que poderia reduzir a passagem de ar atravs do mesmo. Deste modo, o

    evaporador refrigera, limpa e seca o ar conduzido para o interior do habitculo do veculo.

    O produto refrigerante sa do evaporador mais ou menos presso de 1 Bar e a uma temperatura de

    0 graus.

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    Ar Condicionado

    2.49

    2.5.7 FILTRO SECADOR (DESIDRATADOR)

    Fig. 2.64 Filtro secador

    O filtro desidratador, instalado entre o condensador e a vlvula de expanso, possui trs funes

    fundamentais:

    Actua como acumulador para o fludo refrigerante;

    Actua como elemento de filtragem;

    Actua como elemento de secagem.

    O filtro acumula grande parte do fluido refrigerante (no estado lquido) do sistema e serve como

    separador entre o lquido refrigerante no estado lquido e no estado gasoso.

    A humidade existente no sistema pode ser extremamente danosa, uma vez que, em contacto com o

    fluido refrigerante, gera cido clordico e fluordrico que corroem os componentes, deteriorando-os.

    1 Passador2 Filtro3 Agente de desidratao

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.50

    Alm disto, a humidade pode provocar a formao de gelo na vlvula de expanso do sistema.

    Dentro do filtro desidratador, h substncias (gel de slica ou SILICAGEL e alumna activada) que

    capturam a humidade existente no fluido refrigerante.

    Fig. 2.65 Filtro secador com visor

    Por este motivo necessrio conservar os filtros desidratadores cuidadosamente tapados e em ambiente

    seco at ao momento da instalao. No filtro desidratador, prximo juno de sada, h uma parte de

    vidro que possibilita o exame visual do funcionamento do sistema. Podem ocorrer quatro casos:

    A - Vidro transparente: indica que o sistema foi carregado correctamente ou que no sistema no h lquido refrigerante (em tal caso, nota-se a completa

    falta de aco arrefecedora no evaporador). Tambm no caso de excessiva

    carga de lquido de arrefecimento, o vidro pode apresentar-se transparente.

    Aconselha-se a efectuao de uma anlise das presses.

    1 Corpo do Filtro

    2 Filtro

    3 Filtro desidratador

    4 Juno de sada

    5 Vidro-mostrador de controlo do sistema

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.51

    B - Existncia de bolhas no vidro-mostrador: a formao de bolhas de vapor ou espuma atravs do vidro indica que h uma quantidade insuficiente

    de lquido refrigerante ou uma infiltrao de ar no sistema; podem-se notar

    ocasionalmente bolhas durante a activao do sistema ou durante as fases de

    desengate da embraiagem electromagntica.

    C - Fios de leo: indica a falta de fluido refrigerante e que o leo contido no compressor est circulando no sistema.

    D - Fludo uniforme estriado no vidro-mostrador: indica que a substncia secante contida no filtro dissociou-se e est circulando no sistema por causa

    da rotura dos discos de vedao.

    Fig. 2.66 Visor-mostrador

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.52

    DEPSITO COLECTOR

    Este dispositivo tambm secador equipa sistemas apenas com vlvula expansora de orifcio calibrado,

    e est montado entre o evaporador e o compressor.

    Fig. 2.67 Depsito colector

    Com funes idnticas ao desidratador, em relao humidade, este tambm actua como um depsito,

    recebendo produto refrigerante lquido, vapor, e leo procedente do evaporador. A sua principal funo

    separar o vapor do lquido, de modo a no chegar lquido ao compressor evitando a deteriorao

    deste.

    TIPOS DE FILTRO SECADOR

    Estudmos no captulo anterior, um tipo de filtro secador (desidratador) com visor, para observar a

    quantidade de produto e at fazer o diagnstico ao sistema, no entanto, no generalizada a utilizao

    desta pea.

    1 Entrada de vapor

    2 Sada

    3 Secante

    4 Purga de leo

    5 Filtro de leo

    6 Tubo interno

    7 Deflector

    8 Entrada

    5

    1

    2

    3

    4

    6

    7

    8

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.53

    1 Entrada de vapor

    2 Sada

    3 Secante

    4 Purga de leo

    5 Filtro de leo

    6 Tubo interno

    7 Deflector

    8 Entrada

    Por opo dos fabricantes, podemos encontrar tipos de secador em que o elemento que contm o

    agente secante pode ser substitudo.

    Fig. 2.67 Depsito colector

    2.5.8 CIRCUITO DE SEGURANA

    Um sistema de ar condicionado dotado necessariamente de um sub-sistema de segurana, variando

    com as opes do fabricante, sistema de arrefecimento instalado, tipo de alimentao do motor (diesel,

    gasolina ou outro, com ou sem gesto electrnica). Assim, e porque se torna substancialmente difcil

    abordar caso a caso cada opo, estudamos um caso que ilustra a generalidade:

    Veculo do segmento B;

    Motor a gasolina;

    Com gesto electrnica do motor;

    Sem controlo electrnico de climatizao;

    Com compressor alternativo de prato oscilante com cilindrada varivel.

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.54

    As presses e temperaturas aqui apresentadas, so utilizadas num determinado modelo, e servem

    para compreender o funcionamento de um sub-sistema de segurana e controlo de um sistema de

    ar condicionado, e no como valores de diagnstico na generalidade (para isso, ser necessrio

    informao do fabricante da viatura).

    As presses e temperaturas aqui apresentadas, so utilizadas num determinado modelo, e servem

    para compreender o funcionamento de um sub-sistema de segurana e controlo de um sistema de

    ar condicionado, e no como valores de diagnstico na generalidade (para isso, ser necessrio

    informao do fabricante da viatura).

    FUNCIONAMENTO DO CIRCUITO DE SEGURANA

    Interruptor do Ventilador Auxiliar

    Quando aumenta a presso no condensador, aumenta tambm a sua temperatura.

    Para evitar presses inadmissivelmente elevadas no circuito do produto refrigerante, com uma presso

    superior a cerca de 1900 kPa (19,0 bar), o interruptor liga o ventilador auxiliar e passa o ventilador

    do radiador da 1 para a 2 velocidade. Abaixo de cerca de 1500 kPa (15,0 bar) volta a ligar a 1

    velocidade.

    Interruptor do Aumento do Nmero de Rotaes (Interruptor do Sistema de Injeco)

    O interruptor do sistema de injeco produz um aumento do nmero de rotaes no ralenti quando a

    presso no circuito do produto refrigerante sobre para um valor superior a cerca de 1100 kPa (11,0 bar).

    Compensa, assim, a quebra do nmero de rotaes que se verifica quando se liga o ar condicionado.

    Abaixo de cerca de 900 kPa (9,0 bar) o interruptor do sistema de injeco volta a desligar-se.

    O interruptor est montado na conduta de alta presso, entre o compressor e o condensador.

    Outros sistemas existiram em funo dos outros sistemas de alimentao dos motores. Desde sistemas

    electro-pneumticos no controlo do acelerador, a vlvulas elctricas em derivao com a borboleta do

    acelerador. Sistemas de gesto electrnica de motores para modelos actuais j nem necessitam de

    qualquer tipo de auxlio pois a unidade de comando do motor tem memorizado o parmetro para a

    rotao de ralenti, corrigindo-a sempre, no importando qual a provenincia da carga aplicada ao

    motor.

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.55

    Interruptor da Temperatura do Lquido de Arrefecimento

    O interruptor (3) no lado debaixo do radiador o interruptor do ventilador do radiador, utilizado tambm

    nos veculos sem ar condicionado.

    Quando a temperatura do lquido de arrefecimento atinge um valor superior a 100 C, este interruptor

    liga o ventilador do radiador e o ventilador auxiliar, em srie. Quando atingida uma temperatura de 95

    C, voltam a ser desligados o ventilador do radiador e o ventilador auxiliar.

    O interruptor (4) na metade superior do radiador do motor um interruptor com dois contactos. A 105

    C, um dos contactos liga o ventilador auxiliar e o ventilador do radiador na 2 velocidade e a 100 C volta

    a ligar os ventiladores na 1 velocidade. O outro contacto desliga a 120 C o acoplamento magntico do

    compressor, voltando a lig-lo quando atingida uma temperatura de 115 C.

    Alm dos componentes atrs descritos, temos:

    Interruptor Triplo

    O interruptor triplo compreende:

    Interruptor de segurana de baixa presso;

    Interruptor de segurana de alta presso;

    Interruptor do ventilador auxiliar.

    Reage a trs presses diferentes na conduta de alta presso e faz a ligao ao respectivo circuito.

    Interruptor de Segurana de Baixa Presso

    O interruptor de segurana de baixa presso desliga o acoplamento magntico do compressor, assim

    que a presso no circuito refrigerante baixa a cerca de 180 kPa (1,8 bar).

    Independentemente de uma temperatura exterior baixa, a causa de uma queda da presso ,

    uma regra, consequncia da falta de produto refrigerante motivada por uma fuga no circuito. Uma

    vez que o produto refrigerante transporta o lubrificante do compressor no circuito e que este ltimo

    tambm se perde, juntamente com o refrigerante, pelas fugas, o corte do compressor constitui uma

  • Ventilao Forada e Ar Condicionado

    Ar Condicionado

    2.56

    medida de segurana para o preservar de eventuais danos por falta de lubrificante.

    Acima de cerca de 250 kPa (2,5 bar) o interruptor de segurana de baixa presso volta a ligar o

    compressor.

    Interruptor de