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APOSTILA SENAI/KOMECO

CONCEITOS BÁSICOS ENERGIA

Energia é o elemento que causa transformações na natureza e também pode ser considerado a capacidade de realização de trabalho.

Existem na natureza as seguintes formas de energia: Mecânica, Térmica, Luminosa, Cinética, Dinâmica, Sonora, Elétrica e Radioativa. CALOR

É uma forma de energia transferida de um corpo para outro, devido às diferenças de temperatura entre os mesmos.

Existem dois tipos de calor: Sensível e Latente. É considerado Calor Sensível o processo de transferência de calor o qual ocorre uma variação da

temperatura do corpo, neste processo não existe mudanças de fase. É considerado Calor Latente o processo de transferência de calor o qual ocorre a mudança de fase do

corpo, neste processo não ocorre variação de temperatura nos corpos.

Recipiente com água sendo aquecido por uma fonte de calor

TRANSFERÊNCIA DE CALOR

Quando existe uma diferença de temperatura entre dois sistemas (duas regiões), a mesma tende a desaparecer espontaneamente, pelo aparecimento da forma de energia calor. Ao conjunto de fenômenos que caracterizam os mecanismos da transmissão de energia na forma de calor denomina-se Transferência de Calor.

Teoricamente a transferência de calor pode ocorrer isoladamente por condução, convecção ou radiação. No entanto, praticamente, as três formas citadas ocorrem simultaneamente, ficando a critério do interessado o estudo da possibilidade de serem desprezadas uma ou duas das formas, em função do problema analisado.

TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR CONDUÇÃO A transferência de calor por condução se dá através da interação entre moléculas adjacentes de um

material, e é diretamente proporcional ao potencial da “força motriz” (que para o caso é a diferença de temperatura) e inversamente proporcional à resistência do sistema, que por sua vez é dependente da natureza e da geometria do mesmo.

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Transferência de calor por condução

TRANSFERÊCIA DE CALOR POR CONVECÇÃO

A convecção é o processo de transferência de calor executado pelo “escoamento” de um fluido, que atua como transportador de energia, a qual por sua vez é transferida de uma superfície (ou para uma superfície). A convecção é intensamente influenciada pelas características do escoamento do fluido, tais como: perfil de velocidades, turbulência, etc.

Transferência de calor por convecção

TRNSFERÊNCIA DE CALOR POR RADIAÇÃO A transferência de calor por radiação se dá como resultado do deslocamento de fótons de uma

superfície para outra. Ao atingir uma superfície, esses fótons podem ser absorvidos, refletidos ou transmitidos. A energia irradiada por uma superfície é definida em termos do seu poder emissivo.

Calor transferido por radiação

UNIDADE DE MEDIDA DE CALOR

A quantidade de calor é medida por caloria, ou seja, a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água, um grau centígrado.

No Sistema Internacional de Unidades, empregamos a unidade joules para avaliarem-se as trocas de energia térmica.

Nos países de língua inglesa, a unidade adotada é “BRITISH THERMAL UNIT”, mais conhecida pela sua abreviação BTU.

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BTU é a quantidade de energia calorífica necessária para elevar a temperatura a uma libra de água em um grau Fahrenheit.

Existem outras unidades de medidas como kcal/h (quilo caloria por hora) e TR (tonelada de refrigeração), os quais são utilizados com freqüência para definir a capacidade térmica de um sistema de refrigeração.

Para realizar a conversão de unidades, utilizam-se as comparações abaixo:

1 TR = 12.000 BTU/h = 3,517 kW 1 BTU/h = 3,97 kcal/h

TEMPERATURA E ESCALAS TERMOMÉTRICAS

A temperatura esta associada à agitação molecular de um corpo. Quanto mais quente um corpo,

maior sua agitação molecular. A sensação de quente ou frio é relativa, pois sempre usaremos nosso corpo como referência.

Os equipamentos mais comuns para se medir temperatura são os termômetros. Eles contêm em seu interior um fluido que se dilata com o recebimento de calor (por exemplo o mercúrio, Hg) e possuem escalas graduadas que permitem aferir se um corpo está mais quente ou mais frio que outro. Diversas escalas de temperatura são encontradas na atualidade como Kelvin (K), Celsius (C), Fahrenheit (F) e Rankine (R).

Nos dias de hoje temos também outros dispositivos que utilizam o comportamento elétrico dos materiais para produzir sinais elétricos como os termopares e termo resistências. Para realizarmos a transformação de uma temperatura para outra podemos utilizar diversas equações para conversão como segue:

Obs.:Para obter a converção desejada a esquerda da igualdade , entre com o valor de temperatura disponivel a direita.

Escalas termométricas para medição de temperatura

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PRESSÃO

Pressão é a força exercida por unidade de área, pode ser descrita como a medida de intensidade de uma força, em um dado ponto da superficie de contato. É a relação entre a força aplicada e uma determinada área, expressa pela equação;

P = Pressão F = Força A =Área

Um exemplo de pressão muito comum é a atmosférica, a qual estamos sujeitos. Esta pressão é

resultado da camada de ar sobre nossos corpos e é avaliada em 101325 pascal ou 1 atmosfera (1 atm). Para fins práticos pode-se arredondar esta pressão para 100000 Pa que é exatamente igual a 1 bar. Você pode observar ainda que, esta pressão equivale a termos uma coluna d'água de cerca de 10,33 metros sobre nossas cabeças e desta forma, cada vez que um mergulhador desce 10 metros percebe um aumento de 1 atmosfera.

Em um sistema de refrigeração há pressões elevadas (da ordem de 20 bar), muito maiores que a atmosfera, porém em diversas situações somos obrigados a trabalhar com pressões pequenas e até mesmo com vácuo, se definirmos a pressão de um gás tendo como referência a atmosférica, então esta é chamada de pressão relativa ou manométrica. Senão, a pressão é dita absoluta. Vou lhe dar um exemplo: Uma garrafa de fluido refrigerante tem pressão manométrica de 90000 pascal. Logo, sua pressão absoluta é de 191325 Pascais (aproximadamente 2 atmosferas).

PR

ES

SÃ

O

AB

SO

LU

TA

PRESSÃO MANOMÉTRICA

PRESSÃOATMOSFÉRICA

VÁCUO

NÍVEL DE PRESSÃO

Representação esquemática dos níveis de pressão

TRANSFORMAÇÃO DE UNIDADES DE PRESSÃO

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VÁCUO

Um vácuo perfeito é a ausência total de pressão, isto só é encontrado fora da terra no espaço sideral. Qualquer espaço que contenha um gás a uma pressão menor que a da atmosfera, é considerado como estando em condições denominadas de vácuo parcial. Portanto qualquer valor de pressão medido abaixo da pressão atmosférica e acima do vácuo absoluto é considerado vácuo parcial. ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA

A matéria pode existir em três diferentes estados ou fases: sólido, líquido e gasoso. Por exemplo; a água é um líquido, porem esta substancia pode existir como gelo, que é um sólido, ou como vapor que é um gás.

Estado Sólido: Um material no estado sólido tem uma quantidade relativamente pequena de Energia. As moléculas do material se encontrão unidas de forma bastante compacta. Portanto um material no estado sólido tem uma estrutura molecular rígida, na qual a posição de cada molécula encontra-se mais ou menos fixa, limitando-se a um movimento simplesmente vibratório, que depende da quantidade de energia contida no sólido. Estado Líquido: As moléculas de um material no estado líquido possuem mais energia que as de um material no estado sólido, neste caso as moléculas não estão dispostas de forma tão compacta. Esta maior quantidade de energia permite as moléculas vencer, ate certo nível, a força de atração que as une, dando-as maior liberdade de movimento. Podem movimentar-se livremente uma em relação a outra dando a possibilidade de escoar e adquirir a forma do recipiente que as contenham. Estado Gasoso (Vapor): As moléculas de um material no estado gasoso possuem uma quantidade de energia ainda maior que as de um material no estado líquido. Possuem energia suficiente para vencer todas as forças de atração. Elas de movimentam em velocidades elevadas colidindo entre si e com as paredes do recipiente em que estão armazenadas. Seus recipientes têm que ser vedados para impedir que o gás escape.

MUDANÇAS DE ESTADO Muitas matérias sob condições de temperatura e pressão apropriadas, podem existir em qualquer

forma física da matéria. Mostraremos que a quantidade de energia apresentada pelas moléculas de determinado material determina, não somente a temperatura do material, como também qual dos três estados físicos apresentará em um momento particular. Em outras palavras, a adição ou remoção de calor pode produzir uma mudança no estado físico do material.

Mudanças de estado em função da quantidade de calor

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Para gravar Evaporação É a passagem de um determinado fluído da fase líquida para a gasosa. Para fazer essa passagem a substancia necessita absorver calor. Ponto de ebulição é o nome dado à temperatura onde essa mudança ocorre (também pode ser chamada de temperatura de evaporação). Condensação É a passagem de um determinado fluído da fase gasosa para fase líquida. Para fazer essa passagem a substancia necessita dissipar calor. A temperatura onde essa mudança ocorre é chamada de temperatura de condensação.

PRESSÃO x TEMPERATURA

A temperatura de evaporação dos fluídos refrigerantes, está diretamente ligada à pressão, ou seja, quanto menor a pressão, menor é a temperatura de evaporação.

EXPERIÊNCIA COM VÁCUO Adiciona-se água em um recipiente vedado equipado com uma válvula à qual se possível conectar

uma mangueira. Essa mangueira estará conectada a um manovácuometro e uma bomba de vácuo. Ao colocar a bomba de vácuo em funcionamento e essa succionar o ar existente no recipiente a

pressão do mesmo começara a diminuir, conforme essa pressão diminuir a temperatura de evaporação diminuirá, até o ponto em que a água começará a evaporar a temperatura ambiente.

CICLO DE REFRIGERAÇÃO CICLO TEÓRICO DE REFRIGERAÇÃO POR COMPRESSÃO DE VAPOR

Refrigeração é a remoção de calor, logo pode-se dizer que o processo de evaporação e condensação são utilizados na obtenção da refrigeração O termo evaporação é usado em refrigeração indicando que o líquido está “fervendo”, ou seja, em ebulição Um líquido ao evaporar, retira calor de uma fonte, porém após toda a massa líquida ter mudado de estado físico, a extração de calor torna-se muito reduzida. A temperatura de vaporização de um líquido depende da pressão a que este líquido se encontra durante a mudança de estado físico.

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A refrigeração mecânica por meio de vapores consiste na produção contínua de líquido frigorígeno, o qual, por vaporização, nos fornece a desejada retirada de calor do meio a refrigerar. Um sistema de refrigeração mecânica por meio de vapores, somente terá seu funcionamento contínuo se a vaporização for contínua; para que a vaporização seja contínua, o líquido vaporizado deve ser novamente condensado. Isto se consegue fazendo a vaporização em recinto fechado, no qual a pressão é mantida num valor desejado e constante, aspirando continuamente o vapor formado. O vapor então comprimido, pode ceder calor ao meio ambiente , através de um trocador de calor (condensador) apropriado, condensando-se novamente. O líquido obtido, pode ser colocado à pressão de vaporização, compatível com a temperatura de refrigeração desejada. Assim sendo, o ciclo de refrigeração é um sistema fechado por onde circula um fluido refrigerante de modo a manter continuamente sua vaporização no local em que se deseja o resfriamento do meio. O ciclo de refrigeração é composto basicamente de um compressor, um condensador, um dispositivo de expansão e um evaporador.

Ciclo teórico de refrigeração por compressão de vapor

Processo 1 - 2: Ocorre no compressor, o refrigerante entra no compressor à pressão do evaporador (Po). O refrigerante é então comprimido até atingir a pressão de condensação (Pc) e, ao sair do compressor está superaquecido à temperatura T2, que é maior que a temperatura de condensação TC. Processo 2 - 3: Ocorre no condensador, sendo um processo de dissipação de calor, do refrigerante para o meio de resfriamento, à pressão constante. Neste processo o fluido frigorífico é resfriado da temperatura T2 até a temperatura de condensação TC e, a seguir, condensado até se tornar líquido saturado na temperatura T3, que é igual à temperatura TC. Processo 3 - 4: Ocorre no dispositivo de expansão, sendo uma expansão irreversível, desde a pressão PC, até a pressão de vaporização (Po). Processo 4 – 1: Ocorre no evaporador, sendo um processo de transferência de calor a pressão constante (Po), conseqüentemente a temperatura constante (To), desde vapor úmido, até atingir o estado de vapor saturado seco. O calor transferido ao refrigerante no evaporador não modifica a temperatura do refrigerante, e sim seu estado físico. CAPACIDADE FRIGORÍFICA

A capacidade frigorífica (Q o) é a quantidade de calor, por unidade de tempo, retirada do meio que se quer resfriar (produto), através do evaporador do sistema frigorífico. Considerando-se que o sistema opera em regime permanente e desprezando-se as variações de energia.

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Processo de transferência de calor no evaporador.

COMPONENTES DOS SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO COMPRESSOR

O compressor é um dos principais componentes do sistema de refrigeração, sua função é aumentar a

pressão do fluido refrigerante e promover a circulação desse fluido no sistema. Os principais tipos de compressores utilizados são: alternativo, centrífugo, de parafusos, palhetas e Scroll. A escolha do tipo de compressor depende essencialmente da capacidade da instalação, que pode ser dividida em pequena capacidade (< 2,5 TR), média capacidade (entre 2,5 e 75 TR) e grande capacidade (> 75 TR), da temperatura de vaporização e do fluido frigorífico utilizado. O símbolo TR é a tonelada de refrigeração, um termo comumente utilizado em refrigeração que corresponde a energia necessária para liquefazer, aproximadamente, uma tonelada de gelo em 24 horas (1,0 TR = 3,53 kW = 3024 kcal/h).

De acordo com as características do processo de compressão, os compressores utilizados em refrigeração podem ser classificados como máquinas de deslocamento positivo ou máquinas de fluxo. O compressor de deslocamento positivo aumenta a pressão do vapor de fluido refrigerante pela redução do volume interno de uma câmara de compressão através de uma força mecânica aplicada. Os compressores alternativos, de parafusos, de palhetas e Scroll são de deslocamento positivo. O único compressor classificado como máquina de fluxo em sistemas de refrigeração é o centrífugo. Nesse tipo de compressor, o aumento de pressão se deve, principalmente, a conversão de pressão dinâmica em pressão estática.

Dependendo da concepção de construção, os compressores podem ser classificados como herméticos, semi-herméticos e abertos. No compressor hermético tanto o compressor, propriamente dito, quanto o motor de acionamento são alojados no interior de uma carcaça, possuindo como acesso de entrada e saída apenas as conexões elétricas do motor. Esse tipo de compressor opera predominantemente com refrigerantes halogenados e o vapor de fluido refrigerante entra em contato com o enrolamento do motor, resfriando-o. São geralmente utilizados em refrigeradores domésticos e condicionadores de ar com potências da ordem de 30kW.

Os compressores semi-herméticos são semelhantes aos herméticos, porém, permitem a remoção do cabeçote, tornando possível o acesso às válvulas e aos pistões, facilitando os serviços de manutenção.

Nos compressores do tipo aberto, o eixo de acionamento do compressor atravessa a carcaça permitindo o acionamento por um motor externo. Esse tipo de compressor é adequado para operar com amônia, podendo também utilizar refrigerantes halogenados.

COMPRESSOR ALTERNATIVO

Os compressores alternativos são os mais utilizados em sistemas de refrigeração, se encontram em estágio de desenvolvimento bastante avançado e são amplamente utilizados em sistemas de pequena e média capacidade. São fabricados com capacidades que variam desde uma fração de TR até cerca de 200 TR (de 1 a 700kW). Os refrigerantes HCFC-22, HFC-134a, HFC-404A, HFC-407A e HFC-407C são freqüentemente utilizados com esses compressores em sistemas de ar condicionado para conforto e processos, enquanto o refrigerante R-717 (amônia) é utilizado em sistemas de refrigeração industrial.

Os compressores alternativos podem ser: • De simples ou duplo efeito; • De um ou mais cilindros; • Abertos, herméticos ou semi-herméticos; • Horizontais, verticais, em V, em W ou radiais.

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Durante a expansão do êmbolo, gás refrigerante é aspirado pela válvula de admissão, que pode estar localizada no próprio êmbolo ou no cabeçote. Durante a compressão, o êmbolo comprime o refrigerante, empurrando-o para fora através da válvula de descarga, localizada normalmente no cabeçote do cilindro.

Princípio de funcionamento de um compressor alternativo.

Quando o compressor possui um virabrequim que atravessa a carcaça de maneira que um motor

externo possa ser acoplado ao seu eixo, ele é denominado “compressor aberto”. Nesse tipo de compressor deve ser previsto um selo de vedação para evitar fugas de gás refrigerante ou infiltração de ar externo, quando a pressão do sistema for inferior à atmosférica. Para evitar esse tipo de problema pode-se alojar o motor e o compressor dentro da mesma carcaça, nesse caso tem-se um compressor hermético. A grande maioria das aplicações de pequeno porte utiliza esse tipo de compressor.

Compressores herméticos de grande capacidade possuem cabeçotes removíveis, permitindo a manutenção das válvulas e dos êmbolos. Tais compressores são denominados semi-herméticos.

Há compressores que apresentam molas na parte que fixa as sedes das válvulas de descarga, funcionando como segurança do compressor ao abrir passagem para gotículas de líquido.

COMPRESSOR DE PALHETAS (ROTATIVO) Os compressores de palhetas podem ser classificados em dois tipos básicos: • Compressor de palheta simples; • Compressor de múltiplas palhetas. A figura apresenta um compressor de palheta simples. Nesse tipo de compressor a linha de centro do

eixo de acionamento coincide com a do cilindro, porém, é excêntrica em relação ao rotor, de maneira que, o rotor e o cilindro permanecem em contato à medida que gira. Uma palheta simples acionada por mola, divide as câmaras de aspiração e descarga.

Compressor de palheta simples.

O HCFC-22 é o refrigerante mais utilizado nesse tipo de compressor e os refrigerantes HFC-407C e

HFC-410A são seus substitutos. A figura apresenta compressores de múltiplas palhetas. Nesses compressores o rotor gira em torno

do próprio eixo, que não coincide com o eixo do cilindro. O rotor possui duas ou mais palhetas que permanecem em contato com a superfície do cilindro pela ação da força centrífuga.

Devido ao movimento rotativo os compressores de palhetas apresentam menor ruído em relação aos alternativos.

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Compressores de múltiplas palhetas.

COMPRESSORES SCROLL O compressor Scroll foi inventado em 1905 pelo engenheiro francês Léon Creux. Na época, a tecnologia disponível não era avançada o suficiente para permitir a fabricação de um

protótipo, devido a, principalmente, problemas de vedação. Para um funcionamento efetivo, o compressor Scroll requer tolerâncias de fabricação muito pequenas, que foram atendidas apenas a partir da segunda metade do século 20, com desenvolvimento de novas tecnologias de máquinas operatrizes e processos de manufatura.

O princípio de funcionamento do compressor Scroll, baseado num movimento orbital, difere fundamentalmente do tradicional compressor a pistão, baseado num movimento alternativo, apresentando diversas vantagens como:

• Eficiência de 5 a 10 % maior que um compressor alternativo de igual capacidade; • Ausência de válvulas; • Menor quantidade de partes móveis em relação a um compressor alternativo; • Operação suave e silenciosa • Baixa variação de torque com conseqüente aumento da vida útil e redução de vibração;

Compressor Scroll e componentes.

Principio de funcionamento

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

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Espirais do compressor Scroll

A sucção do gás ocorre na extremidade do conjunto de espirais e a descarga ocorre através da

abertura da espiral fixa. A espiral superior possui selos que deslizam sobre a espiral inferior atuando de maneira semelhante aos anéis do pistão de um compressor alternativo, garantindo a vedação do gás entre as superfícies de contato das espirais.

Sucção e descarga nas espirais.

Processo de compressão em um compressor Scroll.

Como ilustrado na figura o processo de compressão ocorre da seguinte forma:

1- Durante a fase de sucção o gás entra pela lateral da espiral; 2- As superfícies das espirais na periferia se encontram formando bolsas de gás; 3- Na fase de compressão, o volume da bolsa de gás é progressivamente reduzido, e o gás caminha para o centro das espirais; 4- O volume da bolsa de gás é reduzido ainda mais, o gás caminha para o centro e a compressão continua; 5- Na fase de descarga, o volume na parte central das espirais é reduzido a zero, forçando o gás a sair pela abertura de descarga.

TEMPERATURA DE DESCARGA DO COMPRESSOR Temperaturas de descarga do compressor excessivamente alto podem deteriorar o óleo de

lubrificação, resultando em desgaste excessivo e redução da vida útil das válvulas, especialmente das válvulas de descarga. De maneira geral quanto maior a razão de pressões, maior a temperatura de descarga.

O refrigerante utilizado também influencia a temperatura de descarga do compressor, a amônia, por exemplo, apresenta altas temperaturas de descarga exigindo compressores com cabeçotes refrigerados a água.

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CONTROLE DE CAPACIDADE Os sistemas frigoríficos em operação estão sujeitos a variações de carga térmica. O aumento de carga térmica sem uma resposta do compressor pode provocar um aumento na

temperatura de evaporação e comprometer a qualidade dos produtos armazenados. Por outro lado, o funcionamento contínuo do compressor para uma condição de carga térmica reduzida pode baixar demasiadamente a temperatura de evaporação, o que pode ser indesejável, por exemplo, na conservação de alimentos frescos, cuja temperatura é controlada.

Entre os vários métodos empregados no controle de capacidade do compressor estão: • Atuação no compressor, ligando-o ou desligando-o; • Estrangulamento do gás de aspiração entre o evaporador e o compressor através do uso de uma

válvula reguladora de pressão de sucção; • Desvio do gás • Funcionamento descarga;

CONDENSADORES RESFRIADOS A AR Para a seleção de condensadores resfriados a ar devem ser levados em consideração diversos

fatores, tais como: consumo de energia, instalação, disponibilidade, nível de ruído, etc. Os condensadores resfriados a ar são normalmente utilizados com parte integrante de unidades

produzidas em fábricas (unidades condensadoras) de pequena ou média capacidade. Grandes condensadores a ar também podem ser aplicados onde não é econômica a utilização de

sistemas resfriados a água, devido ao alto custo ou indisponibilidade da água. A faixa de capacidades mais comum destes condensadores, cobre a gama de valores de 1 a 100 TR (7 a 352 kW), porém é usual a sua montagem em paralelo, atingindo capacidades bastante superiores.

Para um determinado compressor e para uma determinada temperatura do ar de resfriamento que entra no condensador, aumenta-se a pressão de condensação e diminui-se a capacidade frigorífica com a diminuição do tamanho do condensador. Um aumento da temperatura do ar de resfriamento também resulta nos mesmos efeitos acima, para um determinado condensador.

A temperatura de condensação deve ser fixada em um valor entre 11 °C e 15 °C maior que a temperatura de bulbo seco do ar que entra no condensador. E, do ponto de vista econômico, o valor ótimo da diferença entre a temperatura de condensação e a temperatura do ar que deixa o condensador deve estar entre 3,5 e 5,5 °C.

Recomenda-se que, em qualquer situação, a temperatura de condensação nunca seja superior a 55 °C. No entanto, para garantir a eficiência do sistema de compressão e, ao mesmo tempo, obter uma maior vida útil dos compressores, a temperatura de condensação não deve ser maior que:

• 48 °C, quando a temperatura de evaporação do sistema frigorífico for maior ou igual a 0 °C; • 43 °C, quando a temperatura de evaporação do sistema frigorífico for menor que 0 °C;

Os condensadores a ar devem ser instalados elevados, com relação ao nível do solo, para prevenir

acumulação de sujeira sobre as serpentinas. Deve-se sempre garantir que existam aberturas adequadas e livres de qualquer obstrução para entrada de ar frio e para a saída do ar quente. As entradas de ar devem ser localizadas longe do lado de descarga do ar para evitar a aspiração de ar quente pelos ventiladores (curto-circuito do ar).

Devido à grande quantidade de ar manejada por estes condensadores eles geralmente são bastante barulhentos. Assim, quando da sua instalação devem ser levadas em consideração as normas locais, que definem os níveis máximos de ruído permitidos. Em algumas situações, especialmente dentro de zonas

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residências em centros urbanos, deverão ser empregados sistemas para controle da rotação dos ventiladores (motores de duas velocidades ou inversores de freqüência), os quais atuariam no período noturno, reduzindo a rotação dos ventiladores, e conseqüentemente o ruído emitido por estes condensadores.

Em sistemas que usam válvulas de expansão termostáticas, a pressão de condensação deve ser mantida relativamente constante. Temperaturas ambientes, isto é, temperaturas de entrada do ar no condensador muito baixas podem resultar numa pressão de condensação tão baixa que as válvulas de expansão dos evaporadores não operarão corretamente. Em climas moderados, o controle da operação dos ventiladores (liga-desliga) pode manter a pressão de condensação dentro dos níveis fixados em projeto, garantindo a correta operação das válvulas de expansão. Em climas mais frios, podem ser necessários outros sistemas automáticos para controle da pressão de condensação, como por exemplo:

• Instalação de dampers para controlar a vazão de ar de resfriamento dos condensadores. • Instalação de válvulas de estrangulamento que controlam a pressão de condensação reduzindo o

fluxo de líquido do condensador. Assim há inundação de parte do condensador, reduzindo a superfície de condensação útil.

EVAPORADORES

Tomam o nome de resfriadores os dispositivos das instalações de refrigeração onde o calor é retirado

do meio.

Esta retirada pode ser feita diretamente pelo fluido frigorígeno ou indiretamente por meio de um fluido

intermediário (geralmente água e salmoura). No primeiro caso, a refrigeração é dita de expansão direta e, no segundo, indireta. Os resfriadores onde se dá a evaporação do fluido frigorígeno tomam o nome de evaporadores ou

resfriadores de expansão direta, enquanto que aqueles que funcionam com o fluído intermediário tomam o nome de resfriadores de expansão indireta.

DISPOSITIVOS DE EXPANSÃO Em um sistema de refrigeração, o dispositivo de expansão têm a função de reduzir a pressão do

refrigerante desde a pressão de condensação até a pressão de vaporização. Ao mesmo tempo, este dispositivo deve regular a vazão de refrigerante que chega ao evaporador, de modo a satisfazer a carga térmica aplicada ao mesmo.

Neste item serão considerados alguns dos principias de tipos de dispositivos de expansão, entre eles: válvula de expansão termostática, válvulas de expansão eletrônicas, válvulas de bóia, capilares e pistão.

TIPOS DE DISPOSITIVOS DE EXPANSÃO Tubo capilar O tubo capilar é um dispositivo de expansão utilizado em qualquer equipamento de refrigeração de

baixa capacidade. como é ocaso dos refrigeradores, freezers, aparelhos de ar condicionado do tipo janela e split’s. Formado pôr um tubo de cobre maleável de grande comprimento e diâmetro reduzido em relação à linha de líquido. Sua função é provocar a queda de pressão no fluido refrigerante que vem do condensador em alta pressão. Dentro dessa função, o capilar pode ser considerado como o componente responsável pela diferença de pressão entre o condensador e o evaporador.

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A queda de pressão provocada no fluido refrigerante pelo tubo capilar se deve ao seu reduzido

diâmetro e grande comprimento .No momento de entrar no capilar , o fluido repentinamente ganha velocidade e perde pressão . A pressão cai continuamente durante o trajeto pois existe o atrito com as paredes internas e as curvas do tubo capilar . Em caso de substituição do capilar , as dimensões devem ser respeitadas, pois são definidas para cada tipo de equipamento, em função de sua capacidade frigorífica e temperatura de trabalho.

Válvula de expansão Sua finalidade é realizar a queda de pressão no ciclo, promove a expansão do líquido controlando a

vazão de refrigerante para o evaporador, também faz parte de seu trabalho controlar o fluxo de agente refrigerante dentro do evaporador em função do superaquecimento.

Ao realizar a instalação do equipamento na linha deve-se ter grande cuidado com o aquecimento do

mesmo, por tanto é de grande importância adotar algum procedimento de segurança como o ilustrado na figura a baixo;

VENTILADORES Existem dois tipos fundamentais de ventiladores: axiais, nos quais o ar mantém a direção do eixo

antes e após sua passagem pelo rotor, e centrífugos, nos quais o ar é descarregado na direção normal a direção de entrada.

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Os ventiladores axiais são apropriados para movimentar grandes volumes de ar com um aumento de pressão pequeno, seu uso se encontra mais difundido em instalações industriais. São relativamente de baixo custo e podem ser utilizados em torres de qualquer tamanho. Com chaminés corretamente projetadas, os ventiladores axiais operam com eficiências de 80 a 85%. Os diâmetros podem alcançar 9 metros, ainda que oscilem entre 3 e 7 metros em instalações industriais. Em certos casos os ângulos de ataque das pás podem ser alterados pelo simples afrouxamento das braçadeiras de união ao cubo central. Geralmente se utilizam materiais metálicos, ainda que o uso de ventiladores com pás de plástico está se difundindo devido ao custo atraente e a boa resistência ao ataque químico.

Os ventiladores centrífugos são constituídos por uma carcaça e um rotor, podendo ser de simples ou dupla aspiração. Nas torres produzidas em série, para as que requerem baixos níveis sonoros, se utilizam normalmente ventiladores de dupla aspiração lateral. São particularmente adequados para fornecer pequenas vazões e pressões maiores que os ventiladores axiais.

Existem três tipos de ventiladores centrífugos: de pás radiais, de pás curvadas para frente e de pás curvadas para trás. Os ventiladores de pás curvadas para frente são os mais utilizados em torres de resfriamento, pois devido a alta velocidade dor ar que abandona o rotor, este pode trabalhar com uma menor rotação com a conseqüente redução no nível de ruído. Além disso, para um dado serviço, são de menores dimensões e, portanto mais econômicos. Os materiais utilizados são metálicos e não existe possibilidade de alteração na inclinação das pás.

FLUIDOS REFRIGERANTES

Fluidos frigoríficos, fluídos refrigerantes, ou simplesmente refrigerantes, são as substâncias empregadas como veículos térmicos na realização dos ciclos de refrigeração. Inicialmente foram utilizadas, como refrigerantes, substâncias com NH3, CO2, SO2, CH3Cl entre outras, mais tarde, com a finalidade de atingir temperaturas em torno de -75ºC, substâncias com N2O, C2H6 e mesmo o propano, foram empregadas. Com o desenvolvimento de novos equipamentos pelas indústrias frigoríficas, cresceu a necessidade de novos refrigerantes.

O emprego da refrigeração mecânica nas residências e o uso de compressores rotativos e centrífugos, determinaram a pesquisa de novos produtos, levando a descoberta dos CFCs

(hidrocarbonetos à base de flúor e cloro). Os CFCs reúnem, numa combinação única, várias propriedades desejáveis: não são inflamáveis, explosivos ou corrosivos; são extremamente estáveis e muito pouco tóxicos.

Em 1974, foram detectados, pela primeira vez, os problemas com CFCs, tendo sido demonstrado que compostos clorados poderiam migrar para a estratosfera e destruir moléculas de ozônio. Por serem altamente estáveis, ao se liberarem na superfície terrestre conseguem atingir a estratosfera antes de serem destruídos.

Os CFCs foram então condenados como os maiores responsáveis pelo aparecimento do buraco na camada de ozônio sobre a Antártica.

A camada de ozônio tem uma função importantíssima na preservação da vida. Ela é responsável pela filtragem dos raios ultravioleta que, em quantidades elevadas, são prejudiciais ao meio ambiente. Ao ser humano podem causar doença da pele como queimadura, câncer, envelhecimento precoce, etc.

Devido ao efeito dos CFCs sobre a camada de ozônio estratosférico, o Protocolo de Montreal de 1986, determinou sua substituição, provocando uma verdadeira revolução na indústria frigorífica.

A substituição dos CFCs, juntamente com o desenvolvimento de equipamentos eficientes, constitui um verdadeiro desafio. Novos componentes e equipamentos têm sido desenvolvidos, novas tecnologias tem sido introduzidas, especialmente aquelas relacionadas à eletrônica e a informática.

Nos últimos dez anos têm surgido inúmeros substitutos dos CFCs, a maioria no âmbito da família dos hidrocarbonetos halogenados, quer como substâncias puras, quer como misturas binárias ou ternárias. Refrigerantes naturais como CO2, têm sido seriamente cogitados pela comunidade científica e industrial.

A amônia tem sido adotada na maioria das instalações industriais de construção recente, dominando o setor. Uma vasta gama de produtos alternativos aos CFCs têm sido colocada no mercado pelos produtores de compostos halogenados, tornando difícil ao projetista, decidir quanto ao refrigerante que melhor se ajuste à sua instalação em particular. Determinados setores da indústria optaram por um substituto em particular, como no caso do condicionamento de cabinas para aplicações automotivas, onde o CFC-12 foi substituído pelo HCFC-134a.

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O afinamento da camada de ozônio, segundo modelos das reações fotoquímicas envolvendo a irradiação solar ultravioleta, resulta de um efeito em cadeia promovido por átomos de cloro (e bromo), entre outros. Os átomos de cloro são transportados por compostos clorados, emitidos na biosfera, atingindo a estratosfera. Devido a sua estabilidade química, as moléculas desses compostos mantêm sua integridade durante todo o período em que permanecem na atmosfera até atingirem a estratosfera. Essa estabilidade química é justamente uma das características que credenciou os CFCs como refrigerantes. Uma molécula de refrigerante R12, que é um CFC, apresenta uma vida útil na atmosfera da ordem de 100 anos, tempo suficiente para que, eventualmente, atinja a estratosfera, transportada por correntes atmosféricas.

De acordo com a resolução 267 de 14 de setembro de 2000, do Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA, ficou estabelecida a proibição, em todo território nacional, da utilização do CFC-11, CFC-12, além de outras substâncias que agridem a camada de ozônio, em instalações de ar condicionado central, instalações frigoríficas com compressores de potência unitária superior a 100 HP e em sistemas de ar condicionado automotivo.

Tornou-se proibida, a partir de primeiro de janeiro de 2001, a utilização dessas substâncias em refrigeradores e congeladores domésticos, e em todos os demais equipamentos e sistemas de refrigeração.

As importações de CFC-12 sofrerão reduções gradativas em peso, da seguinte forma: a) 15% no ano de 2001; b) 30% no ano de 2002; c) 55% no ano de 2003; d) 75% no ano de 2004; e) 85% no ano de 2005; f) 95% no ano de 2006; g) 100% no ano de 2007. As importações de CFC-11 só são permitidas em situações especiais, descritas na resolução, como

por exemplo, suprir os consumos das empresas cadastradas junto ao Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis - IBAMA e que tenham projetos de conversão às tecnologias livres dessa substância.

RESUMO DAS DATAS PREVISTAS PARA A PROIBIÇÃO DOS CFCS

Nos últimos anos o problema da camada de ozônio tem se composto com o problema do efeito estufa.

O efeito estufa consiste na retenção de parte da energia solar incidente, devido à presença de certos gases na atmosfera que atuam de forma semelhante a um vidro, sendo transparentes à irradiação solar na faixa de comprimentos de onda que sensibilizam a retina, que a grosso modo varia entre 0,4 e 0,7μm, mas opacos a radiação infravermelha, caracterizada por comprimentos de onda superiores a 0,7μm.

Boa parte da energia solar se compõe de fótons na faixa visível de comprimentos de onda, ao passo que a superfície terrestre emite energia radiante na faixa de comprimentos de onda que correspondem a radiação infravermelha. Dessa forma, parte da irradiação solar incidente vai sendo progressivamente armazenada, provocando um aumento na temperatura da superfície terrestre. Esse processo é semelhante ao ocorre numa estufa, daí o nome “efeito estufa”.

A maioria dos compostos halogenados utilizados em instalações frigoríficas, inclusive os substitutos, podem provocar o efeito estufa. Entretanto, como suas emissões são muito inferiores às do CO2, que é o principal responsável pelo efeito estufa, sua ação não é tão significativa.

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Para a caracterização do nível de ação sobre a camada de ozônio e do efeito estufa, dois índices foram criados. O primeiro, referente à camada de ozônio, quantifica o potencial de destruição dessa camada que o particular composto apresenta em relação ao refrigerante R11, ao qual é atribuído o valor 1. Esse índice é denominado de "Potencial de Destruição da Camada de Ozônio" designado pelas iniciais ODP do inglês "Ozone Depleting Potential". O segundo índice refere-se ao efeito estufa que é resultado de dois efeitos: o efeito direto, causado pela presença física do composto na atmosfera e o efeito indireto, resultante da emissão de CO2 pela queima de um combustível fóssil para produzir a energia elétrica necessária para acionar a instalação frigorífica que opera com o particular refrigerante.

O índice para o efeito estufa é o GWP, do inglês "Global Warming Potential" , que é relativo ao efeito estufa direto causado pelo refrigerante R11, ao qual é atribuído arbitrariamente o valor 1.

CARACTERÍSTICAS DESEJÁVEIS DE REFRIGERANTE PRESSÃO DE VAPORIZAÇÃO NÃO MUITO BAIXA - é desejável que o refrigerante apresente uma pressão correspondente à temperatura de vaporização não muito baixa, para evitar vácuo elevado no evaporador e também, um valor baixo da eficiência volumétrica do compressor devido à grande relação de compressão. PRESSÃO DE CONDENSAÇÃO NÃO MUITO ELEVADA - para uma dada temperatura de condensação, que é função da temperatura da água ou do ar de resfriamento, quanto menor for à pressão de condensação do refrigerante, menor será a relação de compressão e, portanto, melhor o desempenho do compressor. Além disso, se a pressão no lado de alta pressão do ciclo de refrigeração for relativamente baixa, esta característica favorece a segurança da instalação. CALOR LATENTE DE VAPORIZAÇÃO ELEVADO - se o refrigerante tiver um alto calor latente de vaporização, será necessária menor vazão do refrigerante para uma dada capacidade de refrigeração. VOLUME ESPECÍFICO REDUZIDO (ESPECIALMENTE NA FASE VAPOR) - se o refrigerante apresentar um alto valor do calor latente de vaporização e um pequeno volume específico, na fase de vapor, a vazão em volume no compressor será pequena e o tamanho da unidade de refrigeração será menor, para uma dada capacidade de refrigeração. Entretanto, em alguns casos de unidades pequenas de resfriamento de água com compressor centrífugo, é às vezes preferível que o refrigerante apresente valores elevados do volume específico, devido à necessidade de aumentar a vazão volumétrica do vapor de refrigerante no compressor, tendo em vista impedir a diminuição de eficiência do compressor centrífugo. COEFICIENTE DE PERFORMANCE ELEVADO - o refrigerante utilizado deve gerar um coeficiente de performance elevado pois o custo de operação está essencialmente relacionado a este coeficiente. CONDUTIBILIDADE TÉRMICA ELEVADA - um valor elevado da condutibilidade térmica do refrigerante é importante na melhoria das propriedades de transferência de calor. BAIXA VISCOSIDADE NA FASE LÍQUIDA E GASOSA - devido ao pequeno atrito fluido dos refrigerantes pouco viscosos, as perdas de carga serão menores. BAIXA CONSTANTE DIELÉTRICA, GRANDE RESISTÊNCIA ELÉTRICA E CARACTERÍSTICA DE NÃO-CORROSÃO DOS MATERIAIS ISOLANTES ELÉTRICOS - estas características são especialmente importantes para aqueles refrigerantes utilizados em ciclos de refrigeração com compressores herméticos. DEVEM SER ESTÁVEIS E INERTES, OU SEJA, NÃO DEVEM REAGIR E CORROER OS MATERIAIS METÁLICOS DA INSTALAÇÃO DE REFRIGERAÇÃO. NÃO DEVE SER POLUENTE. NÃO DEVEM SER TÓXICOS OU EXCESSIVAMENTE ESTIMULANTES - apesar dos circuitos frigoríficos se constituírem em sistemas fechados, a possibilidade de vazamentos impõe que os compostos utilizados como refrigerantes apresentem nível reduzido de toxicidade, o que é satisfeito pela maioria dos CFCs.

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NÃO DEVEM SER INFLAMÁVEIS OU EXPLOSIVOS - a possibilidade de vazamentos também impõe que os refrigerantes não sejam inflamáveis, devido ao risco de incêndio e explosão. DEVEM SER DE DETECÇÃO FÁCIL QUANDO HOUVER VAZAMENTOS - a facilidade de detecção do refrigerante é importante instalações de grande porte. A rápida detecção pode evitar a perda completa da carga de refrigerante da instalação. DEVEM SER DE PREÇOS MODERADOS E FACILMENTE DISPONÍVEIS - a disponibilidade comercial do refrigerante está intimamente associada a seu preço. O uso de um refrigerante ideal que apresente um custo elevado torna-se impraticável.

O “National Institute of Standards - NIST” dos EUA realizou uma pesquisa examinando mais de 800 fluidos industriais quanto ao potencial para uso como refrigerante devendo ser satisfeitas as

seguintes condições termodinâmicas: 1- Temperatura de fusão inferior a -40ºC 2- Temperatura crítica superior a 80 °C 3- Pressão de saturação a 80ºC inferior a 50MPa 4- hlv/vv superior a 1kJ/litro As condições 1 e 2 visam à eliminação de fluidos com ponto de fusão e temperatura crítica próximas

da faixa de operação típica de aplicações frigoríficas. A condição 3 visa à eliminação de fluidos excessivamente voláteis, associados a pressões excessivamente elevadas, e a condição 4 está relacionada ao tamanho do compressor. A pesquisa revelou que as condições impostas foram satisfeitas por 51 compostos, cujos perfis são apresentados abaixo:

• 15 hidrocarbonetos • 5 compostos oxigenados (éteres e aldeídos, etc.) • 5 compostos nitrogenados (NH3, metilamina, etc.) • 3 compostos de enxofre (SO2, etc) • 4 miscelâneas • 19 hidrocarbonetos hidrogenados (R12, R22, R11, etc.) Não foram envolvidas na pesquisa as misturas, que se tornaram populares nos últimos anos devido à

necessidade de refrigerantes alternativos aos CFCs, para satisfazer determinadas condições operacionais. É possível fazer combinações de duas ou mais espécies químicas, que em proporções adequadas resultam num composto com as características desejadas. De maneira geral, os refrigerantes podem ser classificados nas seguintes categorias:

A facilidade de detecção do refrigerante é importante instalações de grande porte. A rápida detecção pode evitar a perda completa da carga de refrigerante da instalação.

• Devem ser de preços moderados e facilmente disponíveis. A disponibilidade comercial do refrigerante está intimamente associada a seu preço. O uso de um

refrigerante ideal que apresente um custo elevado torna-se impraticável. O “National Institute of Standards - NIST” dos EUA realizou uma pesquisa examinando mais de 800 fluidos industriais quanto ao potencial para uso como refrigerante devendo ser satisfeitas as

seguintes condições termodinâmicas: 1- Temperatura de fusão inferior a -40ºC 2- Temperatura crítica superior a 80 °C 3- Pressão de saturação a 80oC inferior a 50MPa 4- hlv/vv superior a 1kJ/litro As condições 1 e 2 visam à eliminação de fluidos com ponto de fusão e temperatura crítica próximas

da faixa de operação típica de aplicações frigoríficas. A condição 3 visa à eliminação de fluidos excessivamente voláteis, associados a pressões excessivamente elevadas, e a condição 4 está relacionada ao tamanho do compressor. A pesquisa revelou que as condições impostas foram satisfeitas por 51 compostos, cujos perfis são apresentados abaixo:

• 15 hidrocarbonetos • 5 compostos oxigenados (éteres e aldeídos, etc.) • 5 compostos nitrogenados (NH3, metilamina, etc.) • 3 compostos de enxofre (SO2, etc)

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• 4 miscelâneas • 19 hidrocarbonetos hidrogenados (R12, R22, R11, etc.) Não foram envolvidas na pesquisa as misturas, que se tornaram populares nos últimos anos devido à

necessidade de refrigerantes alternativos aos CFCs, para satisfazer determinadas condições operacionais. É possível fazer combinações de duas ou mais espécies químicas, que em proporções adequadas resultam num composto com as características desejadas. De maneira geral, os refrigerantes podem ser classificados nas seguintes categorias:

Relação de alguns refrigerantes, sua designação, nome e composição química.

Dependendo do seu comportamento durante a mudança de fase, as misturas são designadas como

azeotrópicas ou não azeotrópicas. Para um melhor entendimento, seja considerada uma mistura homogênea no estado líquido, inicialmente a uma temperatura T1, aquecida a pressão constante em um cilindro provido de pistão, conforme mostrado na figura. Até que seja atingida uma temperatura T2, a qual depende da concentração, a solução permanecerá na fase líquida.

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Aumentando-se a temperatura além de T2, o pistão começa a deslocar-se, indicando que se iniciou a vaporização, como mostra a figura. Nesta fase, constata-se que as concentrações do líquido e do vapor são diferentes da concentração original, conforme apresentado na figura.

Traçando se uma reta horizontal, determina-se os pontos 3 e 4, que correspondem às concentrações do líquido e do vapor, respectivamente. Quando não houver mais líquido, o vapor terá atingido o ponto 5 e a sua concentração será igual à original.

Mistura homogênea no estado líquido

A partir do ponto 5, qualquer adição de calor provocará o superaquecimento do vapor, mas a

concentração do mesmo será constante. Repetindo essa experiência a mesma pressão, mas com concentrações diferentes, os resultados obtidos permitirão obter as chamadas linhas de equilíbrio do líquido em vaporização e do vapor em condensação, em função da temperatura e da concentração.

.............................................................. Mistura homogênea, líquido e vapor ................................. Diagrama Concentração−temperatura

Se a experiência for invertida, isto é, partindo-se do vapor superaquecido e retirando-se calor, observa-se que ao atingir a temperatura T5, a qual depende da concentração, inicia-se a condensação do vapor com formação de líquido de baixa concentração em fluido mais volátil, concentração essa que aumentará progressivamente até que, no final da condensação, seja atingida a concentração original do vapor.

É importante observar que uma mistura binária homogênea, ao contrário do que ocorre com substâncias puras, não tem uma temperatura fixa de vaporização e de condensação para cada pressão. Sua temperatura de início de condensação é diferente da temperatura de início de vaporização, sendo que esta varia com a concentração.

O comportamento descrito anteriormente é característico de misturas não azeotrópicas. Refrigerantes da família dos hidrocarbonetos halogenados têm como característica, moléculas com

átomos dos halogênios flúor, cloro e eventualmente bromo, além de carbono e hidrogênio. Em função disso, podem ser classificados em três grupos:

• Hidrocarbonetos puros (CH); • Derivados de hidrocarbonetos completamente halogenados, que não apresentam átomos de

hidrogênio (CFCs); • Hidrocarbonetos parcialmente halogenados (HCFCs, HFCs)

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INTERAÇÃO COM O ÓLEO LUBRIFICANTE

Em sistemas frigoríficos, o refrigerante entra em contato com óleo de lubrificação do compressor que é arrastado para diferentes partes do circuito. Além da função de lubrificação das partes móveis do compressor, o óleo tem a função de resfriamento e, em alguns casos, de vedação entre regiões de alta e baixa pressão, como no caso de compressores alternativos e parafuso. No mercado podem ser encontrados dois tipos básicos de óleo, os minerais e os sintéticos.

Os óleos minerais são caracterizados por três composições básicas, dependendo da cadeia de sua molécula: os naftênicos, os parafínicos e os aromáticos.

Entre os óleos sintéticos destacam-se os álquil benzenos, os glicóis polialcalinos, conhecidos popularmente pelas iniciais do seu nome em inglês PAG, e os ésteres poliódicos (POE).

Os óleos álquil benzenos, por apresentarem moléculas aromáticas, são bastante solúveis com os refrigerantes R22 e R502. As misturas dos óleos álquil benzenos com os minerais de base

naftênica constituem os denominados óleos semi-sintéticos, que são compatíveis com os refrigerantes HCFCs. Os HFCs não são compatíveis com os óleos minerais e com os álquil benzenos. Os óleos compatíveis com HFCs são os sintéticos POEs e os PAGs, que apresentam elevada higroscopicidade, o que prejudica seu manuseio. Para a operação com refrigerantes da família dos HFCs, a indústria frigorífica têm dado preferência aos óleos POE, que são menos higroscópicos que os PAGs, apresentam tendência a hidrólise e são incompatíveis com certos elastômeros.

Na seleção do óleo lubrificante do compressor devem-se conhecer alguns de seus parâmetros físico-químicos, especialmente sua viscosidade e grau de miscibilidade com o refrigerante. O fabricante do compressor deve especificar o tipo de óleo e sua viscosidade. A viscosidade do óleo depende da temperatura, do tipo de compressor e do tipo de circulação, por salpico ou por bomba.

Em circuitos que operam com refrigerantes halogenados, a miscibilidade é importante para garantir o retorno adequado do óleo ao carter do compressor. A amônia e o gás carbônico apresentam

miscibilidade reduzida com óleos minerais, assim, em sistemas industriais devem ser previstos procedimentos especiais para a coleta do óleo acumulado nas regiões inferiores dos separadores de líquido e seu retorno adequado ao carter do compressor.

Em relação a sua miscibilidade com os refrigerantes, os óleos podem ser classificados como: • Miscíveis - Quando forem miscíveis em quaisquer proporções e temperaturas; • Parcialmente miscíveis - Quando forem miscíveis acima de determinada temperatura, a qual é

denominada temperatura crítica. • Imiscíveis - Quando não formam soluções homogêneas. Os refrigerantes R22 e R502, por exemplo, são parcialmente solúveis em óleos minerais, assim, em

temperaturas inferiores a crítica e em determinadas concentrações, duas fases líquidas são formadas, uma rica em refrigerante e outra rica em óleo lubrificante.

A miscibilidade parcial entre o óleo de lubrificação e o refrigerante pode provocar efeitos indesejáveis em determinadas partes do circuito frigorífico. Em evaporadores inundados, ou separadores de líquidos, por exemplo, a solução rica em óleo tende a acumular-se na parte superior, dificultando o retorno do óleo ao compressor. Esse tipo de separação pode ocorrer no carter do compressor durante paradas prolongadas, como a parte rica em refrigerante fica acumulada no fundo, a lubrificação dos mancais e bielas pode ficar comprometida durante partida do compressor. ÓLEOS LUBRIFICANTES PARA REFRIGERAÇÃO

A função básica dos óleos lubrificantes em compressores é diminuir o atrito entre as partes móveis e as estacionárias, evitando desgaste prematuro das peças, aquecimento excessivo do motor e manutenção do nível de ruído em valores satisfatórios. As características de lubrificação permanecerão satisfatórias por toda a vida útil do compressor, quando as temperaturas e pressões de operação são adequadas e quando o sistema está isento de contaminantes.

Devido as suas características especiais, os óleos lubrificantes para refrigeração devem receber tratamento diferente dos outros lubrificantes.

VISCOSIDADE

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A viscosidade do óleo diminui com o aumento de temperatura. O lubrificante flui através do sistema junto ao fluido refrigerante, ficando sujeito a altas e baixas temperaturas. A viscosidade do óleo diminui com o aumento da temperatura. Quando submetido a altas temperaturas, a viscosidade deve ser tal que permita o fluxo entre superfícies em contato, formando entre elas uma película protetora.

Quando submetido a baixas temperaturas, a viscosidade não deve aumentar a ponto de permitir o acúmulo de óleo no evaporador, o que prejudica a troca de calor e o retorno do lubrificante ao compressor.

MISCIBILIDADE A viscosidade do óleo diminui a medida em que aumenta sua solubilidade com o gás refrigerante. A

completa miscibilidade permite ao lubrificante fluir através do sistema junto ao gás, garantindo bom retorno ao compressor.

RESÍDUOS DE CARBONO Os óleos são passíveis de decomposição através do calor. Portanto, ao se especificar um óleo, deve-

se levar em consideração as temperaturas normais de trabalho do compressor, a fim de evitar a sua carbonização, principalmente na placa de válvula. Do contrário, os resíduos carbonosos favorecerão a formação de borra que pode provoca obstrução no sistema, além da deficiência na lubrificação ocasionada pela decomposição.

FLOCULAÇÃO A cera contida nos lubrificantes possui a tendência de precipitar-se quando submetida a baixas

temperaturas (floculação). Os flocos de cera podem depositar-se no elemento de controle de fluxo (Capilar, válvula de expansão), obstruindo a passagem do refrigerante , ou depositar-se no evaporador, diminuindo a transferência de calor.

Portanto, os lubrificantes não devem apresentar floculação em temperaturas encontradas normalmente no sistema de refrigeração.

UMIDADE O óleo para refrigeração deve possuir teor de umidade inferior ou igual ao especificado pelo

fabricante, a fim de evitar formação de sedimentos, ácidos ou mesmo congelamento da umidade no interior do sistema.

A umidade reage com o óleo e o fluido refrigerante formando ácidos que alem de decompor o óleo lubrificante, corroem o isolamento elétrico do estator do motor elétrico do compressor. As conseqüências disto são trancamento mecânico,por falta de lubrificação e curto circuito por falta de isolamento elétrico.

DIMENSIONAMENTO DO EQUIPAMENTO

Antes de realizar a instalação do condicionador de ar, o técnico autorizado deverá realizar o dimensionamento da carga térmica do ambiente a ser climatizado e assim realizar a escolha do modelo da maquina.

CARGA TÉRMICA

O cálculo de carga térmica deve ser realizado para garantir que o ambiente a ser climatizado receba

uma maquina térmica que possibilite o conforto das pessoas presentes no interior da mesma, sem danificar a vida útil da maquina.

Uma maquina de menor capacidade para o ambiente faz com que a maquina não cicle, ou seja, seu funcionamento será interrupto diminuindo a vida útil do compressor, consumindo maior energia elétrica e fazendo com que a unidade interna não atenda a absorva a quantidade de energia (calor) no ambiente.

Uma maquina de maior capacidade para o ambiente faz com que o mesmo atinja a temperatura ajustada com maior rapidez, neste caso a maquina irá ciclar constantemente em um tempo curto, ou seja, seu funcionamento será intermitente. Este funcionamento causa a diminuição da vida útil do compressor,

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pois o mesmo será acionado varias vezes em um período curto aumentando o consumo elétrico. Outro fator é o desconforto devido à mudança brusca de temperatura em um curto período de tempo.

INSTALAÇÃO DO PRODUTO RECOMENDAÇÃO

Para obtermos melhores resultados estéticos na instalação de condicionadores de ar tipo Split, recomenda-se que seja feita uma boa infra-estrutura. A seguir alguns passos que deverão ser obedecidos:

- Marcação do ponto - Drenagem - Passagem da tubulação - Alimentação elétrica

MARCAÇÃO DO PONTO

UNIDADE INTERNA O local de instalação deve ser escolhido onde possibilite uma boa circulação uniforme de ar e sem

perdas. Sempre que possível, centralizada e sem obstáculos, evitando assim o curto-circuito de ar frio que pode fazer com que a máquina desligue antecipadamente.

A parede na qual será instalado deverá suportar o peso da unidade interna. A placa de instalação deve ser fixada com no mínimo 6 parafusos. A unidade interna deve ficar pelo menos 1 metro de distância da televisão ou do aparelho de som mais próximo e 2,0 metros de lâmpadas fluorescentes.

A unidade interna deve ser instalada em nível para garantir o não escoamento da água proveniente da condensação da umidade presente no ar.

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UNIDADE EXTERNA A unidade externa (condensadora) deve ser instalada em um local de fácil circulação de ar a fim de

rejeitar todo o calor absorvido na evaporação (ciclo frio), bem como o calor produzido pelo compressor. O equipamento deve ter condições de succionar ar fresco em sua parte traseira e descarregar ar quente em sua parte dianteira.

Para maior rendimento da maquina e para facilitar futuras manutenções recomenda-se respeitar as distancias mínimas destacadas na figura abaixo.

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DRENAGEM

UNIDADE INTERNA Em situações normais onde o dreno é embutido na alvenaria, deve-se ter o cuidado de sempre estar

em declive com relação ao ponto de drenagem na unidade interna (evap). Obs: Lembrar que a água condensada escoa pela tubulação por gravidade, assim sendo, quanto

maior o declive, mais fácil será a drenagem da máquina. Geralmente a espera do dreno fica na parte central da caixa de espera, logo recomenda se utilizar tubos de PVC com bitola de 20mm².

Em instalações onde o tubo de dreno entra em contato com o ar externo (instalações aparentes), laje, gesso, gesso acartonado, devemos isolar o tubo com isolante térmico para evitar condensação. Direcione a mangueira de dreno sempre pra baixo e NUNCA instale conforme as figuras abaixo:

UNIDADE EXTERNA Caso a máquina seja frio/quente, deve-se prever um ponto de drenagem para a unidade externa, pois

em modo de aquecimento, a condensação ocorre na unidade externa. Se a máquina for somente ciclo frio, não há a necessidade de dreno.

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PASSAGEM DA TUBULAÇÃO DA LINHA FRIGORÍGENA

UNIDADE INTERNA/EXTERNA O primeiro passo é esticar os tubos de cobre com muito cuidado para não danificar ou causar algum

tipo de dano (estrangulamento). Sempre lembrar de fechar as extremidades dos tubos, a fim de evitar que sujeiras ou umidade entrem no interior dos tubos, podendo-se utilizar fita isolante ou outro tipo de material para isso, somente durante o processo de instalação. Caso seja uma pré-instalção, deve-se realizar o fechamento dos tubos com solda e realizar teste de vazamento (estanqueidade).

Isolar a tubulação de líquido e sucção com isolantes térmicos compatíveis com a tubulação necessária para interligação das unidades evaporadoras e condensadoras.

Utilizar de fita aluminizada ou similar para unir o isolamento das linhas, tomando cuidado para não danificá-lo durante a passagem dos tubos.

A seguir, procedimentos a serem seguidos quanto à tubulação: - Os tubos devem ser cortados com cortadores apropriados; - Deve-se eliminar limalhas, evitando deixar os restos dentro do tubo; - Criar flange para as porcas de conexão de válvulas; - Quando necessário, preparar tubos para solda expandindo as extremidades com alargador, para

servir como luva; - Na soldagem, utilizar um leve fluxo de nitrogênio na tubulação para evitar fuligem; - Utilizar solda foscouper,

FLANGES

Um fato importante para uma boa instalação de um condicionador de ar é um conexão realizada de

forma correta, sem vazamentos ou quaisquer tipo de obstrução que possa posteriormente dificultar todo o ciclo de refrigeração. Neste fator os flanges têm um papel fundamental para as conexões, sem a realização da mesma ou a má construção pode diretamente ocasionar vazamentos decorrentes ao mau encaixe das conexões; para que não ocorram problemas na construção do flange existem alguns procedimentos essenciais e de fácil entendimento.

Para dar inicio ao processo da realização de um flange em tubos começaremos com a escolha da ferramenta, que deve ter sido a projetada e adequada para a realização do flange, lembrando que o material dos tubos é o cobre, um metal maleável, resistente, leve e de flexibilidade aceitável, sendo assim, por ser um metal maleável ( com dureza de 8.920 kg/m

3 aproximadamente ) se torna fácil malear ou modificar o mesmo;

para que ocorra essa mudança na estrutura da tubulação é essencial que o material da ferramenta seja de grau de dureza maior que o cobre, evitando assim que a ferramenta quebre ou que realiza uma flange defeituosa; isso é de fato interessante para que se evite a utilização de ferramentas baratas e não aprovadas pelo órgão responsável ( INMETRO).

Na ferramenta chamada flangedora temos os acessórios nela integrando, formando o conhecido kit flangedor (demonstrado na figura 1 representados pelos elementos 2 e 3 ). Além da ferramenta flangedora não podemos deixar de citar o cortador de tubos (como mostra na figura o elemento 1), muito utilizado no corte da tubulação de cobre e importantíssimo no processo de realizar o flange no tubo.

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Elemento (1) Cortador de Tubos; (2) Fixador de Tubos; (3)Flangedor

Dados que a ferramenta está em ordem começamos a realizar o processo de flange no tubo

desejado, nesta apostila utilizaremos como exemplo uma tubulação normalmente utilizada em condicionadores de ar com aproximadamente modelos de 7.000 a 12.000 BTU/h, com diâmetro de tubulação de ¼ na válvula liquida, com isso daremos por imagens o procedimento passo à passo para se realizar uma flange adequada para o seu fim.

1º Inicialmente será realizado o corte da tubulação, fato muito importante, porque o mal corte e a

escolha de uma tubulação de cobre em péssimas condições afetará diretamente no flange a ser realizada. Temos como exemplo abaixo na figura 01 o exemplo das condições que uma tubulação deve estar e de como ele não sendo que ambas são de bitola (diâmetro) de 1/4.

Fig. 01

Como podemos observar na figura acima a tubulação que se encontra em condições não adequadas

para o uso e também para realizar um flange está com sua estrutura torta e com várias escoriações, impossibilitando a utilização da mesma. A tubulação deve estar em perfeitas condições para o uso, assim não só o sistema de refrigeração está livre de vazamentos como também possibilitara um bom flange. Após a tubulação estar definida realizaremos o corte, na figura 2 abaixo visualizamos o resultado quando corte incorreto é realizado na tubulação.

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Fig. 02

Relembrando que não ser deve aplicar uma força acentuada sobre o tubo ( cobre ), quando isso

acontece o resultado mostra na figura 02 acima, ou seja, a circunferência cortante da ferramenta de corte de tubos não deve estar ao encosto do cobre com uma pressão acentuada, e sim suavemente; sendo assim em conseqüência girar sobre o eixo da tubulação de cobre até que aja o corte sobre o tubo conforme a figura 3.

Fig. 03

No momento do corte haverá uma acentuada profundidade sobre o tubo de cobre conforme

visualizamos na figura 04 abaixo, verificamos que conforme a ferramenta de corte sobre o tubo de cobre for virando sobre o eixo do mesmo a profundidade de corte aumenta até que o tubo se separe (corte).

Fig. 04

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Absorvamos que após todo o procedimento de corte foi realizado de acordo com as extrusões verificamos na figura 5 localizada abaixo como fica um tubo de cobre feito de forma adequada.

Fig. 05

2º. Dando continuidade ao processo de criar um flange em um tubo de cobre passaremos a utilizar a

ferramenta de fixação do tubo de cobre, citando que nesta ferramenta estão descritos nela várias medidas de diâmetros na qual se deve escolher a correta para continuar o processo, neste caso, estaremos usando o furo adequado na ferramenta, que procede com a medida do diâmetro do tubo de cobre (1/4 ).

Visualizando a figura 06 podemos verificar como o tubo deve ficar preso a ferramenta de fixação, sempre levando em conta que o comprimento para ser realizado uma boa flange de ¼ de tubo é necessário que esteja a uma 2 milímetros do tubo a ferramenta utilizada neste exemplo, para que não aconteça no momento do flangeamento uma trinca no tubo de cobre, devido ao excesso de pressão no tubo de cobre, lembrando que se trata de um metal maleável.

Fig. 06

3º Realizado o procedimento de fixação do tubo de cobre na ferramenta, continuaremos com o

processo realizando o encaixe da ferramenta flangedora no fixador de tubos como demonstra a figura 07, neste procedimento deve-se ter um cuidado acentuado para não danificar a ponta do tubo de cobre.

2 mm

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Fig. 07

Com o anexo da ferramenta flangedora no fixador de tubos começaremos a aplicar uma força de

torque girando a manivela da ferramenta flangedora dando pressão ao tubo de cobre fixado e criando a flange conforme a figura 08; lembrando que para ser realizada uma flange com padrão de acabamento acentuado recomenda-se que após ser dado a força que gerou a pressão sobre o tubo de cobre deve-se recuar na pressão sobre o tubo e retornar novamente reforçando assim a flange e gerando um acabamento melhor sobre a mesma.

Fig. 08

Concluído o procedimento de flangeamento no tubo de cobre e a retirada do flangeador e do tubo

antes anexado ao fixador de tubos podemos verificar que a flange foi realizada, normalmente para um melhor detalhe de acabamento ou por necessidade será necessária a utilizador de uma lima para contornar possíveis rebarbas sobre o metal de cobre ( tubo ), segue a figura 10 a visualização de uma lima ocasionalmente anexada ao cortador de tubos e nas figuras 11 e 12 podemos verificar o resultado de uma flange adequada para as conexões de tubos de cobre em sistemas de refrigeração.

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Fig. 10

Fig 11 Fig. 12

TUBULAÇÃO E ISOLAMENTO

ISOLAMENTO EM TUBOS DE COBRE PARA REFRIGERAÇÃO

Um dos fatores importantes numa instalação de um sistema de refrigeração é a tubulação, ou seja, a conexão entre as maquinas normalmente separadas em unidade interna e externa ( evaporadora e condensadora ) ou não necessariamente nesta requisito ( unidades separadas ); sendo que uma tubulação normalmente de cobre em uso para refrigeração esta sempre visada a sofre o processo de condensação e perda de eficiência em todo o sistema, a explicação para este fenômeno de perda de eficiência esta’ diretamente relacionada com o calor sensível, no momento que a tubulação de cobre com o sistema de refrigeração funcionando adquiri calor devido ao fator de não estar com isolamento adequado a temperatura e a pressão do fluido aumentaram e ao chegar a evaporadora ou unidade interna com altas ( T° e P ) a mesma perdera rendimento efetivo pois a troca de calor não será realizada de forma adequada.

Segue abaixo exemplo de um tubo de cobre efetivamente isolado com uma recente tecnologia empregando externamente uma camada de Polietileno dando uma vantagem técnica aos tradicionais Polietilenos expandidos.

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Sendo assim entramos na fase de isolamento de tubos ou da tubulação de cobre em refrigeração,

alem do fator de melhoria em eficiência ( no caso da tubulação sem isolamento ) também podemos citar o fato estético, as ultimas novidades alem de melhorias nos materiais de isolamento também na flexibilidade de escolha de cor do isolamento dando um ponto a fator na aplicação de isolantes nas tubulações de cobre. Na atualidade temos diferentes matériais de isolamento, citamos o Polietileno e o Poliuretano, ambos os mais utilizados normalmente pela suas características de isolamento e flexibilidade ao ser aplicado em tubos de cobre. Abaixo segue algumas vantagens e características do modelo com camada externa de Polietileno na utilização de isolamentos em tubos de cobre em refrigeração:

- Os produtos são fornecidos pelos fabricantes normalmente rolos de 50 ou 25 metros, conforme o

diâmetro. - A película externa de proteção à base de POLIETILENO, serve de barreira contra a infiltração de

umidades, defesa contra os raios UV e grande proteção mecânica. - Tornam desnecessária a utilização de outras projeções, como pinturas etc. - Poupança de tempo e dinheiro na instalação já que normalmente os fabricantes vendem tubos de

cobres pré-isolados, ou seja, prontos para a instalação pois já vêem com o isolamento. - Especialmente concebido para instalações de ar condicionado, elimina os problemas de

condensações nas tubagens graças ao isolamento de poliuretano com externas de polietileno. - O Isolamento deve cumprir os requisitos especificados por BS 476 Part 6 Class 0. - O tubos de cobre pré-isolantes devem cumprir as especificações de ASTM B 280 e EN 12735-1 e

adequados para utilizar os gases R-22, R-134 a, R-407c e R-410a . Os fabricantes nacionais para realizar maior concorrência e de fato atingir os clientes finais esta

vendendo tubos de cobre para refrigeração já pré-isolados reduzindo o custo final de compra e de instalação, com exemplo temos a imagem abaixo demonstrando o tubo de cobre pré-isolante produzido por uma marca no mercado nacional.

Para aplicarmos isolamento em tubos de cobre em refrigeracao e’ importante o fato de conhecer

dados tecnicos sobre o material em que se aplica o isolamento, neste caso o cobre. Segue abaixo tabela com dados especificos de caracteristas basicas do cobre e de dados tecnicos do isolamento.

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DADOS TECNICOS DO TUBO DE COBRE

Medidas standard dos tubos de cobre

(polegadas)

Medidas standard

dos tubos de

cobre (mm )

Espessura dos tubos de cobre

(polegadas)

Espessura do

isolamento (mm)

Pressão máxima

de trabalho (Kg/cm2)

Volume (Litro/M)

¼ 6.35 0.032 9 128 0.017

3/8 9.53 0.032 9 88 0.049

½ 12.70 0.032 9 64 0.096

5/8 15.88 0.040 9 64 0.150

3/4 19.05 0.042 9 56 0.225

DADOS TÉCNICOS DO ISOLAMENTO

Temperatura: -40ºC a +105ºC Condutibilidade térmica: 0.033W/mºC @ 0ºC Resistência ao fogo: M1 Resistência ao Ozono e UV: sem roturas

Falando um pouco sobre o sistema mais usual, a aplicação de isolantes em tubos de cobre feitos em polietileno expandido, ele abrange uma maior usualidade no mercado devido ao seu baixo custo de produção e conseqüentemente de venda ao cliente final. Fabricados em polietileno expandido, têm aplicações múltiplas, sempre com grande praticidade. Em tubulações de refrigeração, ar condicionado e água quente proporcionam economia de até 80% da energia consumida nos respectivos processos de resfriamento e aquecimento utilizando o sistema de polietileno expandido. Abaixo segue tabela com medidas padrões da linha de fabricação de uma indústria nacional de isolamentos, conseqüente seguinte dimensões dos tubos para o uso empregado de polietileno expandido. TUBOS EM BARRAS DE 2M

Diâmetros nominais Espessuras

Mm Polegadas mm

cobre ferro 5 10 15 20

6,5 1/4" 6,5x10

8 5/16" 8x10

10 3/8" 1/8" 10x10 10x15

13 1/2" 13x10 13x15

15 5/8" 1/4" 15x05 15x10 15x15 15x20

19 3/4" 3/8" 19x10 19x15 19x20

22 7/8" 1/2" 22x05 22x10 22x15 22x20

25 1" 25x10 25x15 25x20

28 11/8" 3/4" 28x05 28x10 28x15 28x20

32 11/4" 32x10 32x15 32x20

35 13/8" 1" 35x10 35x15 35x20

38 11/2" 38x10 38x15 38x20

42 15/8" 11/4" 42x10 42x15 42x20

48 17/8" 11/2" 48x10 48x15 48x20

51 2" 51x10 51x15 51x20

54 21/8" 54x10 54x15 54x20

66 25/8" 2" 66x10 66x15 66x20

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DADOS TÉCNICOS EMPREGANDO ISOLANTE COM POLIETILENO EXPANDIDO

Material Polietileno expandido

Estrutura Celular Fechada. Aproximadamente 400 células/cm2

Densidade 35,0 ± 5,0 kg/m3

Condutividade Térmica 0,035 W/mK ou 0,030 Kcal/mh a 20º C

Absorção da Água < 0,4% em volume após 28 dias de imersão, conforme Norma DIN 53428

Difusão de Vapor d'água 0,902 g/m2d p/15mm, conforme Norma DIN 53122

Contratividade Térmica < 1% após 96 horas a 80º C

Faixa de Efetividade de Isolamento

- 70º C a + 90º C

Absorção de Ruídos Conforme DIN 4109

Retardante à Chama Conforme Normas NBR 11948/1992 e NBR 7358/1988 R2

Resistência a Tração Horizontal e Vertical

2,6 kg/cm2 com 24,5 kg/m3 de densidade, conforme Norma ASTM-O-1623-78

Resistência ao ambiente Inalterado, conforme Norma ASTM-G-23

TOLERÂNCIAS DIMENSIONAIS

Tubos Mantas

Comprimento 1,50% Comprimento Bobinas

Diâmetro Interno +2mm Largura ± 3%

Espessuras ± 1mm Espessura ± 10%

Abaixo segue figuras do polietileno expandido:

Isolante aplicado em tubos de cobre de Isolantes Polietileno diferentes diâmetros

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SIFÃO

Quando a unidade externa estiver acima de da unidade interna e esse desnível for maior do que 3 metros, utilizar sifão como mostra a figura abaixo. A utilização do sifão faz-se necessária para garantir que o óleo lubrificante retorne para o compressor, evitando assim que o compressor venha a danificar (trancar) por falta de lubrificação.

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BOAS PRÁTICAS NA INSTALAÇÃO

TESTE DE ESTANQUEIDADE (VAZAMENTO)

Para realizar o teste de estanqueidade, deve-se retirar a tampa da válvula de serviço e conectar a mangueira do manifold (baixa pressão-azul) e conectar a mangueira central do manifold (amarela) no cilindro de nitrogênio, com as válvulas de serviço ainda fechadas, conforme o desenho abaixo:

A pressão utilizada deve ser entre 200 e 250 PSI. Caso necessite, utilizar de pressão maior para detectar micro vazamentos.

Deve-se testar a estanqueidade utilizando uma solução de água e sabão o mais aquosa possível sobre soldas e conexões, pois pequenos vazamentos são detectados apenas com esse tipo de solução.

Outro método para teste de estanqueidade é usar de detector eletrônico, porém nesta situação não utilizar de nitrogênio, realizar este procedimento com o próprio R22. Caso apresente vazamento, refazer a solda ou flange e testar novamente. DESITRATACAO DA LINHA FRIGORIFICA (VACUO)

Para realizar esse procedimento, será necessário uma bomba de vácuo e um vacuômetro de

preferência digital. Antes de começar a desidratação da linha frigorígena, deve-se testar a eficiência da bomba de vácuo, ligando-a com o registro do manifold fechado. A bomba de vácuo deve atingir 200 m/Hg. Caso isso não ocorra, é possível que o nível de óleo da bomba esteja abaixo do limite mínimo ou esteja contaminado. Se a bomba atingir 200 m/Hg, pode-se começar a desidratação conforme figura abaixo:

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- Conecte a mangueira de baixa (azul) na válvula de serviço e mantenha o registro fechado. - Conecte a mangueira central do manifold na bomba de vácuo . - Instale vacuômetro . - Realize o teste de funcionamento da bomba conforme mencionado anteriormente. - Com as válvulas de serviço ainda fechadas, abra o registro de baixa da manifold e ligue a bomba de vácuo até atingir aproximadamente 300 m/Hg. Obs.: O nível de vácuo nunca pode ser superior a 400 m/Hg. - Após atingir o vácuo necessário, feche o registro de baixa do manifold e desligue a bomba, - Com uma chave de boca (ou inglesa) tire as tampas das válvulas de serviço e abra as válvulas com o auxílio de uma chave Allen para liberar o refrigerante (R22) da linha frigorígena. IMPORTANTE: Abra primeiro a linha de líquido e após 5 (cinco) segundos abrir a linha de sucção. CARGA REFRIGERANTE

A máquina já vem com o refrigerante para aproximadamente 5 metros de linha. Se a distância da linha for maior, deve-se completar a carga de refrigerante utilizando uma garrafa graduada ou cilindro comum com o auxílio de uma balança. Para saber a quantidade de refrigerante que deve ser acrescentado, consulte tabela abaixo

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SUPERAQUECIMENTO

Superaquecimento é uma faixa de trabalho de rendimento e segurança para o sistema de refrigeração. Com ele é possível garantir que boa parte do evaporador terá fluído evaporando e garantir que este fluído chegue somente na forma gasosa (vapor) no compressor.

Tsucção = TEMPERATURA DE SUÇÃO - Lida diretamente na linha de sucção utilizando-se de um termômetro. Obs.: Isolar a ponta de prova do termômetro com polipropileno fixando com fita isolante. Tevap = TEMPERATURA DE EVAPORAÇÃO - Obtida utilizando a pressão lida no manômetro de baixa e consultando uma tabela de pressão X temperatura de saturação do R22, também chamada de tabela de propriedades termodinâmicas do R22. A faixa ideal de superaquecimento é de 5° a 7°C e a aceitável é de 4° a 9°C.

RECOMENDA-SE: Se SA for menor do que 5°C - Retirar refrigerante da linha. Se SA for maior do que 7°C - Adicionar refrigerante da linha. SUBRESFRIAMENTO

Subsresfriamento é uma taxa de temperatura atingida pelo fluido refrigerante após dissipar todo calor necessário para mudança de fase(condensação). Com ele é possível verificar se a quantidade de agente refrigerante na instalação está adequada, bem com se o condensador não esta obstruído o prejudicaria a dissipação de calor.

SR = Tcond – (T líq) Tcond = TEMPERATURA DE CONDENSAÇÃO - Obtida utilizando a pressão lida no manômetro de alta e consultando uma tabela de pressão X temperatura de saturação do R22, também chamada de tabela de propriedades termodinâmicas do R22. T líq = TEMPERATURA DA LINHA DE LÍQUIDO - Lida diretamente na linha de líquido, o mais próximo possível do dispositivo de expanção utilizando-se de um termômetro. Obs.: Isolar a ponta de prova do termômetro com polipropileno fixando com fita isolante. RECOMENDA-SE: Se SR for menor do que 5°C - Retirar refrigerante da linha. Se SR for maior do que 7°C - Adicionar refrigerante da linha.

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TABELA DAS PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS DO REFRIGERANTE R22

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TESTE DE RENDIMENTO

TEMPERATURA DE RETORNO E INSUFLAMENTO

Essa medição é utilizada para avaliar o equipamento quanto a capacidade de resfriamento. Em condições normais de funcionamento (velocidade média, modo resfriar). A diferença de temperatura entre retorno e insuflamento não pode ser menor do que 8°C. Recomenda-se que a diferença (∆T) seja entre 10°C e 18°C.

Onde: Tbseco = Temperatura de bulbo seco Tamb = Temperatura ambiente Tevap = Temperatura da evaporadora Exemplo: Tbseco: Tamb - Tevap = 25°C - 12°C = 13°C , logo esta máquina foi corretamente dimensionada para o ambiente a qual foi instalada de acordo com os parâmetros descritos acima.

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CONCEITOS DE ELETRICIDADE

CIRCUITO ELÉTRICO

É o caminho fechado, pelo qual circula a corrente elétrica. Para particularizar a definição de circuito, observe o percurso da corrente elétrica na lanterna (veja

figura abaixo).

A corrente precisa entrar e sair de uma lâmpada para poder entrar na seguinte. As lâmpadas

(consumidores) não podem funcionar separadamente; cada uma serve de ponte de ligação para as outras. Desse modo, se qualquer uma delas se queimar, a corrente não poderá mais circular pelo circuito, e ele deixará de funcionar.

Nos circuitos elétricos em série se estabelece uma queda de tensão nos extremos de cada componente (observe as figuras abaixo).

Estabelecendo a corrente elétrica no circuito, a queda de tensão em cada componente será proporcional à sua resistência (observe as figuras abaixo).

A soma das tensões indicadas nos voltímetros – U1, U2, U3 – é igual à tensão indicada no voltímetro

que mede a tensão da bateria Ut (veja figura acima). As conclusões anteriores nos levam à seguinte expressão matemática: Ut = U1+U2+U3. Portanto, vale a 2ª lei de Kirchhoff: A soma das tensões parciais consumidas é igual à tensão aplicada no circuito. Daí, temos: Ut = U1+U2+U3 ... + Un Quando o circuito for formado por vários componentes de mesmo valor resistivo, a queda de tensão

será igual em todos os componentes, isto é, U1 = U2 = U3. Onde Un é a queda de tensão no último elemento. Logo, a tensão de entrada é igual à tensão de um componente multiplicada pelo número deles.

Dados: U1 = 10V U2 = 5V U3 = 9V U1 = Un

CIRCUITO ELÉTRICO EM PARALELO

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No circuito elétrico em paralelo, os componente são associados de forma a que o funcionamento de

um independa do outro (veja a figura a seguir).

Neste caso, todo o circuito é operado este caso, todo o circuito é operado através do dispositivo de

manobra (veja figura abaixo), mas os consumidores têm funcionamento independente, porque a corrente elétrica possui vários caminhos.

As tensões elétricas medidas entre os pontos do circuito C, D; B, E; A, F, são iguais. Portanto: em um circuito paralelo o valor da tensão elétrica é igual para todos os componentes. Se instalarmos amperímetros nos ramos de uma ligação em paralelo, a leitura dos instrumentos nos

informará que a corrente que entra no circuito é igual à soma das correntes parciais dos seus ramos. É a 1ª Lei de Kirchhoff. Daí, matematicamente, temos: It = I1 + I2 + I3 + ... In

It é o valor da corrente de entrada. I1, I2 e I3 são correntes parciais dos ramos. In é o valor da corrente no último ramo. Quando os elementos do circuito são de mesmo valor resistivo, temos:

It = I.n, pois em todos os ramos as correntes são iguais. I é o valor da corrente em um ramo e n é o número de ramos do circuito.

CIRCUITO MISTO

É o circuito onde temos parte dos consumidores ligados em série e parte ligados em paralelo. Nesse circuito, é necessário identificar os consumidores associados em série e os associados em

paralelo. Já sabemos que nos circuitos em série os componentes são percorridos pela mesma corrente e a

tensão de entrada é igual à soma das tensões parciais em cada componente. Nos circuitos paralelos, a tensão é igual em todos os componentes e a corrente de entrada é igual à soma das correntes parciais que percorrem cada ramo do circuito. Circuitos mistos requerem cuidado na análise de seu funcionamento.

As ligações (figura acima) apresentam as seguintes características:

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1ª - H1 e H5 estão ligados em série. 2ª - H2, H3 e H4 estão ligados em paralelo entre si. 3ª - O circuito paralelo formado por H2, H3 e H4 está ligado em série com Hl e H5. 4ª - As tensões são iguais em H2, H3 e H4. 5ª - A tensão da fonte é igual à soma das tensões H1 e H5 e à tensão consumida no circuito paralelo (H2, H3, H4). 6ª - A corrente fornecida pela bateria é a que percorre H1 e H5, e é igual à soma das correntes parciais de H2, H3, e H4.

Na Eletricidade encontramos um grupo de elementos essenciais a serem medidos na prática do circuito elétrico. São as chamadas GRANDEZAS ELÉTRICAS. GRANDEZAS ELÉTRICAS

TENSÃO ELÉTRICA Também chamada de diferença de potencial (d.d.p.) – é a força capaz de impulsionar os elétrons

através de condutores. Para que se possa compreender este conceito, é necessário fazer uma analogia com um circuito hidráulico.

Tomando-se um tubo em forma de “U” que possua uma válvula no meio e nele colocar-se água, obtém-se a seguinte situação: 1º - Estando a válvula fechada, as colunas de água se apresentarão com níveis diferentes (P1 P2). 2º - Estando a válvula aberta, as colunas de água se apresentarão com níveis iguais (P3=P3).

Logo, se as duas colunas de água com níveis diferentes forem ligadas entre si, os níveis se igualarão, conforme os princípios dos vasos comunicantes.

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Tomando-se agora duas caixas d’água, sendo uma colocada no plano inferior e outra no plano superior e fazendo-se a ligação entre elas através de tubos (como mostra a figura abaixo) para transferir água da caixa inferior para a superior, teremos necessidade de usar uma eletrobomba.

Esta bomba, ao ser ligada, produzirá a pressão necessária para que a água da caixa inferior seja transferida para a superior.

Com o circuito elétrico ocorre a mesma coisa, sendo que uma fonte geradora exercerá a pressão para

que os elétrons se desloquem através desse circuito.

CORRENTE ELÉTRICA Tomando o exemplo anterior: A água, ao ser impulsionada através dos tubos, forma uma corrente hidráulica. Da mesma forma em

eletricidade: os elétrons constituem a corrente elétrica, quando estão em movimento através do circuito elétrico.

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RESISTÊNCIA ELÉTRICA

Resistência é a dificuldade que encontramos na realização de um trabalho. Nos circuitos elétricos, a dificuldade que os elétrons encontram ao percorrerem o condutor denomina-se resistência elétrica.

Esta resistência existe nos materiais em função de sua natureza, de sua seção, comprimento e os

próprios elementos instalados no circuito. Em síntese, no sistema elétrico, resistência elétrica é a dificuldade que um corpo oferece à passagem

da corrente elétrica. UNIDADES DE MEDIDAS ELÉTRICAS

Num circuito elétrico, a tensão, a corrente e a resistência precisam ser medidas. Para tal, faz-se necessário conhecer suas Unidades. Elas são previstas no Sistema Internacional de Medidas. • A unidade de medida para a tensão é o volt, cujo símbolo é “V”, medido através do aparelho chamado voltímetro. • A unidade para a corrente elétrica é o ampère, cujo símbolo é “A”. Seu instrumento de medição é o amperímetro. • A unidade para medir resistência é o ohm, cujo símbolo é a letra ômega “V”. Para medir a resistência elétrica, utilizamos o ohmímetro. Considera-se ainda, como grandeza, a Potência Elétrica, que é o produto da tensão pela corrente que é medida em watts (w).

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Nas literaturas técnicas sobre eletricidade, bem como nas plaquetas de identificação de aparelhos

elétricos e nos cálculos matemáticos, são normalmente utilizados os símbolos constantes na coluna de símbolos convencionais. LEI DE Ohm

A Lei de Ohm trata das relações entre correntes, tensão e resistência num circuito elétrico: a corrente de um circuito é diretamente proporcional à tensão e inversamente proporcional à resistência.

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INSTRUMENTOS DE MEDIDA

Os instrumentos utilizados para medidas elétricas, importantes para o trabalho do mecânico em refrigeração, são: voltímetro, amperímetro, wattímetro, ohmímetro, megôhmetro, alicate amperímetro.

VOLTÍMETRO O voltímetro é um instrumento utilizado para medir a tensão do circuito. Sua ligação é feita em

paralelo.

Esquematicamente, o voltímetro é representado no circuito, conforme figura abaixo. Os voltímetros podem apresentar o seu mostrador de forma analógica ou digital.

AMPERÍMETRO

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É um instrumento elétrico, utilizado para medir a intensidade de corrente que flui nos elementos do circuito elétrico. Sua instalação é feita em série.

Esquematicamente, representa-se:

WATTIMETRO É um instrumento utilizado para medir potência elétrica. O wattímetro é composto de um amperímetro

e de um voltímetro e deve, portanto, ser ligado parte em paralelo (voltímetro) e parte em série (amperímetro). O mostrador do wattímetro indicará o produto entre a corrente e a tensão do circuito.

Existem materiais que possuem resistência elétrica muito grande, sendo quase impossível serem atravessados pela corrente elétrica. Estes materiais são chamados de isolantes: a porcelana, a borracha, os materiais plásticos, etc. Os isolantes são utilizados em locais onde se deseja impedir a passagem da

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corrente elétrica. Para se medir resistências muito grandes, como é o caso da resistência dos isolantes, usamos o aparelho chamado megôhmetro.

MEGÔMETRO Megôhmetro é o aparelho destinado à medição de altas resistências (isolação). Sua utilização

também deve ser feita com o circuito sem energia, pois ele possui um gerador próprio que lhe fornece a energia necessária ao seu funcionamento.

Observação Toda medida de resistência elétrica é executada com o circuito elétrico desligado.

OHMÍMETRO É um instrumento utilizado para medir a resistência ôhmica dos materiais usados em circuito. Quando se usa um ôhmímetro, não pode ser aplicada tensão aos terminais do condutor ou resistor,

porque o circuito ainda está energizado. Como o próprio aparelho já possui sua fonte de energia (bateria), outra tensão danificaria o instrumento.

ALICATE AMPERÍMETRO É um instrumento de grande utilidade para o técnico. Num único aparelho podemos medir: tensão

elétrica, corrente elétrica e resistência ôhmica dos materiais.

CONTATORES

São dispositivos de manobra mecânica, acionados eletromagneticamente, construídos para uma elevada freqüência de operação, e cujo arco é extinto no ar, sem afetar o seu funcionamento. O contator é, de acordo com a potência (carga), um dispositivo de comando do motor e pode ser utilizado individualmente, acoplado a relés de sobrecorrente, na proteção contra sobrecarga.

CONSTRUÇÃO

Os contatores são constituídos de um grande número de peças tendo como elementos principais os representados na figura a seguir.

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Observação:

A bobina de sombra (anel em curto) tem a finalidade de eliminar a trepidação produzida no núcleo elo campo magnético de C.A.

1. Contato fixo com parafuso 2. Bobina 3. Núcleos dos magnetos (fixo e móvel) 4. Bobina de sombra 5. Suporte de mola de contato móvel 6. Mola de contato móvel 7. Contato móvel 8. Suporte inferior dos contatos fixos 9. Ponte suporte dos contatos móveis 10. Mola 11.Mola interruptora 12. Suporte superior dos contatos (extintor do arco)

SELEÇÃO DOS CONTATORES EM CONDIÇÕES NORMAIS DE SERVIÇO É a escolha de um contator para comandar uma carga (p. ex. forno elétrico, motor elétrico, etc.) em

condições normais de serviço. Essa escolha é feita em catálogos de fabricante de contatores, baseando-se na potência, tensão de serviço, freqüência e tipo de carga do circuito.

Relés térmicos são dispositivos construídos para proteger, controlar ou comandar um circuito elétrico, atuando sempre pelo efeito térmico provado pela corrente elétrica.

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FUNCIONAMENTO DOS RELÉS TÉRMICOS Quando dois metais, de coeficientes de dilatação diferentes, são unidos em superposição, temos um

par metálico. Se esses metais forem em forma de tiras, teremos um par metálico (ou bimetal) com a conformação apropriada para o relé. Devido a diferença do coeficiente de dilatação, um dos metais se alonga mais que o outro. Por estarem rigidamente unidos, o de menor coeficiente de dilatação provoca um encurvamento do conjunto para o seu lado, afastando o conjunto de um ponto determinado. Esse movimento pode ser aproveitado para diversos fins, como disparar.

RELÉS TÉRMICOS COM RETENÇÃO São relés térmicos que possuem dispositivos destinados a travar as lâminas bimetálicas na posição

desligada, após sua atuação. Para recoloca-las, em funcionamento, é necessário soltar manualmente a trava, o que consegue ao apertar e soltar um botão. O relé estará novamente pronto para funcionar.

Observação: Antes de rearmá-lo, verificar por que motivo o relé desarmou.

MONTAGEM E REGULAGEM DOS RELÉS Os diversos tipos de relés térmicos possibilitam a sua montagem em bases e no próprio contato.

A regulagem dos relés térmicos é processada no botão onde estão marcados os valores da corrente-

limite que se pretende estabelecer. A determinação do valor dessa corrente dependerá da corrente de carga do motor.

VANTAGENS DO EMPREGO DE RELÉS Os relés térmicos apresentam uma série de vantagens sobre os fusíveis:

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a) ... São de ação mais segura. b) ... Permitem a mudança de atuação dentro de certos limites. c) ... Para coloca-los novamente em ação, basta rearma-lo. d) ... Protegem os consumidores contra sobrecargas mínimas acima dos limites predeterminados. e) ... Possuem um retardamento natural, que permitem os picos de corrente inerentes às partidas de

motores.

LIGAÇÃO DE MOTORES

MONOFÁSICA É a conexão elétrica dos terminais do motor, a fim de proporcionar condições para o seu

funcionamento.

Observação: Para inverter o sentido de rotação, trocar o fio 5 pelo fio 6.

TRIFÁSICO É a conexão elétrica dos terminais do motor, a fim de proporcionar ao mesmo condições de

funcionamento. Podemos encontrar motores com 3, 6, 9 ou 12 terminais. Os motores de três terminais são construídos para funcionar apenas em uma tensão, seja de220,

380, 440 ou 760 volts.

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A ligação de motor com três terminais à rede se faz conectando os terminais 1, 2 e 3 aos terminais da

rede R, S e T, em qualquer ordem.

Atualmente, a disposição de bornes que mais se encontra nos motores trifásicos é de 6 terminais.

Com essa disposição, os motores trifásicos podem ser ligados em duas tensões, geralmente para 220

e 380 volts. O motor com seis terminais, para funcionar em tensão de 220 v, deverá ter seus terminais conectados em triângulo, conforme figura abaixo.

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Os motores de 12 terminais são construídos para atender a quatro tensões: 220V, 380V, 440V, 76-0V. Para tanto, seus terminais são ligados de acordo com a tensão da rede. Essas ligações estão representadas abaixo e executadas com a tensão de alimentação

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Atualmente, a disposição de bornes que mais se encontra nos motores trifásicos é de seis lides. Com essa disposição, os motores trifásicos podem ser ligados a duas tensões geralmente 220 e 380V, e permitem, quando alimentados a 220V (a tensão mais baixa) o emprego da chave estrelatriângulo, por ser esta, dentre os dispositivos de partida a tensão reduzida, a mais barata.

Os motores com seis lides admitem todos os dispositivos de manobra usados pelos motores de três lides. Para isso, ligam-se os lides 4, 5 e 6 em estrela ou em triângulo, de acordo com a tensão da rede e conforme a chapinha da figura abaixo, que é de um motor GE, fazendo-se a identificação dos lides por meros números e empregando-se os lides 1, 2 e 3 para a ligação ao dispositivo.

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Observação:

Alguns motores de procedência européia empregam as letras U, V, W, Y e Z em lugar dos números 1, 2, 3, 4, 5 e 6, respectivamente, para identificar os lides.

A ligação das chaves de partida direta e com reversão, assim como da chave compensadora, é feita

como no motor. Os motores que dispõe de nove lides para sua ligação são geralmente para duas tensões. Comumente 220 e 440V, e só podem ser ligados aos mesmos dispositivos que os motores com três terminais. Esses motores podem ser estrela, dupla estrela, triângulo ou duplo triângulo, conforme as chapinhas de ligações das figuras abaixo. Nos dois casos, os mesmos são para duas tensões, sendo a mais elevada o dobro da mais baixa.

Esses motores são ligados à uma chave de manobra pelos terminais 1, 2 e 3 (U, V e W). A reversão desses motores é como a de qualquer outro motor trifásico, isto é, invertem-se duas fases. No motor trifásico com rotor bobinado, além da ligação do seu estator ao dispositivo de partida, deve-

se conectar o rotor com o reostato, para isso existindo três terminais facilmente identificáveis. Do enrolamento do estator desses motores podem sais 3, 6 ou 9 terminais, cujo código e emprego são iguais aos motores antes tratados.

Além dessas disposições de bornes, existem motores trifásicos, como os de várias velocidades, com diferentes números de lide cuja ligação deve ser feita de acordo com as recomendações dos fabricantes.

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ALIMENTAÇÃO ELÉTRICA DOS CONDICIONADORES

Obedecer a bitola dos cabos e fios indicados nos esquemas elétricos que se encontram no Manual Instalação e manual Técnico de Condicionador de Ar, observando que os fios utilizados para a interligação do compressor sempre devem ter bitola igual a de alimentação, tendo em vista que mais de 90% do consumo elétrico da máquina, está concentrado neste componente elétrico.

Os fios que alimentam a válvula reversora, motor do ventilador da unidade externa e bobina do contator (máquinas frio/quente de 18000, 24000 e 30000 BTUs), podem ser interligados com fios de 1,5 mm², se a distância for igual ou menor a 10 metros. Quando a máquina possuir sensor de degelo (18000,24000 e 30000 BTU), utilizar cabo PP com malha de aterramento, para evitar interferência magnética dos fios que alimentam o compressor, conforme exemplo abaixo:

DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES E PROTEÇÃO

O dimensionamento dos fios de alimentação elétrico deve ser definido conforme a norma vigente NBR 5410, sendo assim a alimentação deve ser realizada conforme a norma determina.

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Dimensionar um circuito significa determinar a seção transversal do condutor e seu respectivo dispositivo de proteção. De acordo com a NBR 5410, existem seis critérios para dimensionamento dos Circuitos:

. Seção Mínima

. Capacidade de condução de corrente;

. Máxima queda de tensão admissível;

. Proteção contra sobrecargas;

. Proteção contra curtos-circuitos;

. Proteção contra choques elétricos por contatos diretos e Indiretos. Para dimensionamento da alimentação elétrica e proteções utilizaremos apenas os quatros primeiros

critérios apresentados: Seção Mínima, Capacidade de condução de corrente; Máxima queda de tensão admissível; Proteção contra sobrecargas.

SEÇÃO MíNIMA

A seção mínima dos condutores de acordo com a NBR 5410 é mostrada na Tabelas abaixo:

TIPO DE INSTALAÇÃO UTILIZAÇÃO DOS

CIRCUITOS

SEÇÃO MÍNIMA DOS CONDUTORES DE COBRE

(mm²)

Instalações fixas em geral Cabos isolados

Circuitos de iluminação 1,50

Circuitos de força 2,50

Circuitos de sinalização e Circuitos de controle

0,50

De acordo com a NBR 54I0/ I997, o condutor neutro deve possuir no mínimo, a mesma seção que os

condutores fase nos seguintes casos:

. Em circuitos monofásicos e bifásicos;

. Em Circuitos trifásicos, quando a seção do condutor fase for igual ou inferior a 25mm²;

. Em circuitos trifásicos, quando for prevista a presença de harmônicas. De acordo com a NBR 5410/1997, a seção do condutor de proteção deve obedecer a Tabela Abaixo:

SEÇÃO DO CONDUTOR FASE (mm²) SEÇÃO MÍNIMA DO CONDUTOR DE PROTEÇÃO (mm²)

5≤16 S

16<S≤35 16

S>35 S/2

Caso deseja-se a identificação por cores, a NBR 54IO estabelece a cor azul-claro para o condutor

neutro e verde ou verde-amarelo para o condutor de proteção. CRITÉRIO DA CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE A capacidade de condução de corrente de um condutor é a corrente máxima que pode ser por ser

conduzida continuamente, em condições específicas, sem que sua temperatura em regime permanente ultrapasse um valor determinado.

Dimensionar um circuito utilizando o critério da capacidade de condução de corrente significa determinar a bitola mínima a fim de garantir uma vida satisfatória aos condutores e suas Isolações, submetidos a efeitos térmicos provocados pela circulação de corrente durante períodos prolongados em serviço normal.

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Para determinar a bitola do condutor utilizando este critério, devem-se obter as seguintes Informações: corrente de projeto, corrente corrigida, o tipo de condutor e a forma como este vai ser Instalado.

A corrente de projeto é a corrente prevista para ser transportada pelo circuito durante seu funcionamento normal.

Para determinar o valor desta corrente utiliza-se a equação demonstrada abaixo:

I = P/(K x Vn X cosɸ X ɳ Onde: I - corrente de projeto (A); P - potêncIa total do Circuito (W); K= I para Circuitos monofáslcos K=√3 para Circuitos trifásicos a três condutores Vn - tensão nominal;

cosɸ - fator de potência;

ɳ = rendimento. Sabe-se que todo condutor quando percorrido por uma corrente elétrica se aquece e também que,

todo material suporta temperaturas até um determinado valor, acima da qual começa a perder suas propriedades físicas, químicas, mecânicas, elétricas.

Portanto, quando a Isolação dos cabos e fios é submetida a uma temperatura maior do que aquela para a qual foi projetada, inicia-se um processo de degradação, ou seja, perde suas características dielétricas.

Por isso, os condutores providos de Isolação são caracterizados por três temperaturas: Temperatura em regime permanente: maior temperatura que a Isolação pode atingir continuamente em serviço normal. É a principal característica para a determinação da capacidade de condução de corrente de um condutor; Temperatura em regime de sobrecarga: temperatura máxima que a Isolação pode atingir em regime de sobrecarga. Segundo as normas de fabricação, a duração deste regime não deve ser superior a 100 h durante I2 meses consecutivos, nem superar 500h durante todas a vida do cabo. Temperatura em regime de curto Circuito: temperatura máxima que a isolação pode atingir em regime de curto-circuito. Segundo as normas de fabricação, a duração deste regime não deve ser superior a 5s durante toda a Vida do cabo.

A Tabela abaixo indica as temperaturas características das Isolações de PVC, EPR e XLPE.

ISOLAÇÃO TEMPERATURA EM

REGIME (°C)

TEMPERATURA EM SOBRECARGA

(°C)

TEMPERATURA EM CURTO-CIRCUITO

(°C)

PVC 70 100 160

EPR / XLPE 90 130 250

Para condutores Instalados em locais cuja temperatura ambiente seja diferente de 30°C (linhas não subterrâneas) ou enterrada em solo cuja temperatura seja diferente de 20°C, deve-se aplicar o fator de correção de temperatura para o seu dimensionamento.

A Tabela abaixo indica os fatores de correção de temperatura.

Temperatura

(ºC)

ISOLAÇÃO

PVC EPR ou XLPE

PVC EPR ou XLPE

AMBIENTE DO SOLO

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60

10 1,22 1,15 1,10 1,07

15 1,17 1,12 1,05 1,04

20 1,12 1,08 1 1

25 1,06 1,04 0,95 0,96

30 1 1 0,89 0,93

35 0,94 0,96 0,84 0,89

40 0,87 0,91 0,77 0,85

45 0,79 0,87 0,71 0,80

50 0,71 0,82 0,63 0,76

55 0,61 0,76 0,55 0,71

60 0,50 0,71 0,45 0,65

65 - 0,65 - 0,60

70 - 0,58 - 0,53 75 - 0,50 - 0,46

80 - 0,41 - 0,38

A elevação da temperatura da isolação também é provocada pelo agrupamento de circuito num

mesmo eletroduto. Isto acontece porque aumenta a dificuldade na troca de calor entre o condutor e o ambiente que o circunda.

Então, para dimensionar adequadamente os condutores, deve-se levar em consideração também o fator de correção para agrupamento dos circuitos.

FATORES DE CORREÇÃO PARA AGRUPAMENTO

ITEM DISPOSICAO DOS CABOS

JUSTAPOSTOS

NÚMERO DE CIRCUITOS OU DE CABOS MULTIPOLARES TABELA DOS

MÉTODOS DE

REFERENCIA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20

1

Feixe de cabos ao ar livre ou

sobre superfície: cabos em condutos fechados

1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38 31 a 34

(métodos A a F)

2

Camada única sobre parede,

piso ou em bandeja não perfurada ou

prateleira

1,0 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70

Nenhum fator de redução adicional

para mais de 9 circuitos ou cabos

multipolares

31 e 32 (método C)

3 Camada única

no teto 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61

4

Camada única em bandeja perfurada,

horizontal ou vertical (nota

G)

1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 33 e 34

(métodos E e F)

5

Camada única em leito,

suporte (nota G)

1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78

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Após determinado os fatores de correção, calcula-se então, a corrente corrigida utilizando-se a equação abaixo. I`=I / f1x f2 Onde: I` - corrente corrigida; I - corrente de projeto; f1 - fator de correção de temperatura; f2 - fator de correção para agrupamento.

Após determinado o valor da corrente corrigida, define-se então, o tipo de condutor e o tipo de linha elétrica.

MÉTODOS DE INSTALAÇÃO

Tipo de linha elétrica Método de

Instalação (1)

Condutor isolado

Cabo unipolar

Cabo

multipolar

Fio

Pir

ast

ic

Cab

o P

irast

ic

Cab

o P

irara

stic

Fle

x

Cab

o S

iste

nax

C

ab

o S

inte

nax F

lex

Cab

o S

iste

nax

C

ab

o S

inte

nax F

lex

Afastado de parede ou suspenso por cabo de suporte (2) 15/17 - F E Bandejas não perfuradas ou prateleiras 12 - C C

Bandejas perfuradas (horizontal ou vertical) 13 - F E Canaleta fechada no piso, solo ou parede 33/34/72/72A/75/75A B1 B1 B2

Canaleta ventilada no piso ou solo 43 - B1 B1 Diretamente em espaço de construção -1,5De ≤V≤5De (4) 21 - B2 B2

Diretamente em espaço de construção -5De ≤V≤50De (4) 21 - B1 B1

Diretamente enterrado 62/63 - D D Eletrocalha 31/31A/32/32A/35/36 B1 B1 B2

Eletroduto aparente 3/4/5/6 B1 B1 B2 Eletroduto de seção não circular embutido em alvenaria 27 - B2 B2

Eletroduto de seção não circular embutido em alvenaria 1,5De ≤V≤5De (4)

26 B2 - -

Eletroduto de seção não circular embutido em alvenaria -5De ≤V≤50De (4)

26 B1 - -

Eletroduto em canaleta fechada 1,5De ≤V≤20De (4) 41 B2 B2 - Eletroduto em canaleta fechada -V≥20De (4) 41 B1 B1 -

Eletrodutos em canaleta ventilada no piso ou solo 42 B1 - -

Eletroduto em espaço de construção 23/25 - B2 B2 Eletroduto em espaço de construção -1,5De ≤V≤20De (4) 22/24 B2 - -

Eletroduto em espaço de construção -V≥20De (4) 22/24 B1 - -

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Eletroduto embutido em alvenaria 7/8 B1 B1 B2

Eletroduto embutido em caixilho de porta ou janela 73/74 A1 - - Eletroduto embutido em parede isolante 1/2 A1 A1 A1

Eletroduto enterrado no solo ou canaleta não ventilada no solo 61/61A - D D Embutimento direto em alvenaria 52/53 - C C

Embutimento direto em caxilho de porta ou janela 73/74 - A1 A1

Embutimento direto em parede isolante 51 - - A1 Fixação direta a parede ou teto (3) 11/11A/11B - C C

Forro falso ou piso elevado -1,5De ≤V≤5De (4) 28 - B2 B2 Forro falso ou piso elevado -5De ≤V≤50De (4) 28 - B1 B1

Leitos, suportes horizontais ou telas 14/16 - F E Moldura 71 A1 A1 -

Sobre isoladores 18 G - -

Após obtido o método de instalação e o valor da corrente corrigida, determina-se a bitola do condutor através da tabela abaixo:

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CRITÉRIO DA MÁXIMA QUEDA DE TENSÃO ADMISSíVEL

Os equipamentos elétricos são projetados para trabalharem num determinado valor de tensão, admitindo-se sempre uma pequena variação. Tensões muito abaixo do limite prejudicam o desempenho do equipamento, podendo impossível, reduzIr a vida útil ou até Impedir seu funcionamento.

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A queda de tensão deve ser calculada durante o projeto, sendo o dimensionamento dos circuitos feito de modo a mantê-Ia dentro dos valores máximos fixados pela NBR 5410.

INSTALAÇÕES ILUMINAÇÃO OUTROS

USOS

A Instalações alimentadas diretamente por um ramal de baixa tensão, a

partir de uma rede de distribuição pública de baixa tensão. 4% 4%

B Instalações alimentadas diretamente por subestação de transformação ou

transformador, a partir de uma instalação de alta tensão. 7% 7%

C Instalações que possuam fonte própria. 7% 7%

Para determinar a bitola dos condutores respeitando a máxima queda de tensão admissível, aplica-se expressão: S=k. p.I.L / ΔV. VN S - bitola do condutor (mm² ); k= 2 para Circuitos monofásicos; k= √3 para circuito-s trifásicos; p - resistividade (mm²/m) - Pcu=0,0 I 72nmm²/m, PAL =0,028nmm2/m; I - corrente de projeto (A); L - comprimento do Circuito (m); ΔV= queda de tensão percentual (%); VN - tensão nominal do circuito (V). OBS: De acordo com a NBR 5410, em instalações em baixa tensão, a queda de tensão máxima a partir da medição até os circuitos terminais é de 4%. Vamos adotar queda de tensão máxima Igual a 2% do quadro de distribuição até os circuitos terminais.

Seção Nominal dos Condutores

0,5 2,5 16 70 185 500

0,75 4 25 95 240 630

1 6 35 120 300 800

1,5 10 50 150 400 1000

DIMENSIONAMENTO DOS CIRCUIT0S UTILIZANDO O CRITÉRIO CONTRA S0BRECARGAS

A NBR 54 I 0/ I 997 estabelece que os condutores vivos devem ser protegidos por um ou mais dispositivos de seccionamento automático contra sobrecargas e curto-circuitos.

Sobrecarga é uma corrente elétrica maior do que a suportável pelos fios e cabos, causada pela ligação de muitos aparelhos simultaneamente provoca aquecimento elevado, danificando a Isolação dos fios.

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Curto-circuito é uma corrente elétrica que atinge valores altíssimos, muito superiores ao suportável pelos fios e cabos. É causada pela união de condutores como, por exemplo, fase-neutro ou fase-fase, Criando um caminho sem resistência provoca aquecimento elevado, danificando a Isolação dos condutores.

Portanto, para proteger os condutores, deve-se primeiro determinar a proteção (corrente nominal do disjuntor) através da expressão abaixo e após fazer a verificação, ou seja, verificar se o disjuntor escolhido estará realmente protegendo os condutores dos circuitos. In= I/0,8\ Onde: In - corrente nominal do disjuntor (A) I - corrente de projeto (A); 0,8 - fator de correção: como os disjuntores são projetados para trabalharem numa temperatura ambiente Igual a 30°C, e geralmente, a temperatura ambiente é maior, utiliza-se este fator a fim de evitar disparos indesejáveis.

Após a determinação da corrente nominal do disjuntor, faz-se então a verificação utilizando as expressões abaixo: I≤In≤Iz I2≤1,45x Iz

A condição imposta pela expressão acima só pode ser aplicada quando for possível assumir que a temperatura limite de sobrecarga dos condutores não seja mantida por um tempo superior a 100h durante 12 meses consecutivos ou por 500h durante toda a vida útil do condutor. Quando Isto não ocorrer, deve-se aplicar a condição imposta pela expressão abaixo. I2≤Iz Onde In - corrente nominal do disjuntor (A); I - corrente de projeto (A); Iz - corrente nominal do condutor (A); I2 - corrente que assegura a efetivamente a atuação do dispositivo de proteção (A). Nos disjuntores conforme a NBR 5361, adota-se I2=1,35In

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O dimensionamento dos fios de alimentação e dispositivos de proteções serão determinados através

da associação das bitolas de cada critério.

Seção Mínima (mm²)

Capacidade de condução de

corrente (mm²)

Máxima queda de tensão admissível

(mm²)

Proteção contra sobrecargas

(mm²)

Maior bitola entre todos os critérios

utilizados (mm²)

Disjuntor (A)

DICAS DE MANUTENÇÃO LIMPEZA DO SISTEMA

Quando houver a queima do motor elétrico do compressor, deve-se realizar a limpeza de todo o sistema utilizando-se de solvente em estado líquido, usando R 141 B. Esta limpeza, faz-se necessária pois quando há a queima de motor elétrico, este provoca formação de ácido no óleo de lubrificação, contido no compressor que circula por todo o sistema.

Após a limpeza, dê um jato de pressão com nitrogênio (cerca de 300 PSI) para retirar possíveis restos de solvente que possam ter ficado dentro do sistema. Nesses casos recomendamos também a substituição do filtro e do capilar. DICAS USUAIS CONDICIONADORES DE AR KOMECO

LINHA KOS G2

Nos modelos Split devem ser obedecidas a risco em ordem de instalação, lembrando que no momento da instalação principalmente na unidade interna, a unidade deve estar alinhada de forma precisa, para fatores de drenagem, onde a unidade interna mal alinhada proporcionara um mal funcionamento no sistema de drenagem, causando vazamentos e transtorno no local em que a unidade foi instalada.

Todos os aparelhos de unidade interna dos modelos split estão equipados com um sistema de auto-diagnostico de erro por leds, ou seja, no momento que a maquina detecta algum problema automaticamente os leds luminosos encontrados na unidade interna ( evaporadora ) acendem de forma lógica apresentando o erro descrito.

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A) Neste caso quando o compressor do condicionador de ar inicia ou já se encontra em funcionamento, a PCB percebe uma anormalidade na corrente nominal do aparelho que em seguida faz a proteção do compressor atuar desligando o mesmo. Este procedimento é repetido por mais 3 vezes caso a PCB ainda detecte o problema finalizando então por completo o funcionamento da máquina. Segue abaixo fatores que possam causar esta situação: Corrente muito acima da nominal indicada na etiqueta lateral disposta na unidade interna e/ou externa: Verifique se há algum fio em curto circuito encostado na carcaça do aparelho. Unidade externa super aquecendo: Caso a unidade externa esteja instalada em locais fechados com pouca ventilação ou de frente para outra unidade externa (curto-circuito de ar), a temperatura eleva-se consideravelmente podendo causar problemas aos seus componentes. A proteção da máquina então atua e o condicionador desliga. Capacitor com defeito: Substitua-o após ter verificado os itens acima e o problema persistir. B) Conecte o sensor de temperatura ambiente ou do evaporador na PCB de acordo com o esquema elétrico

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caso o mesmo esteja desconectado. Substitua-os caso estejam em curto-circuito. C) Conecte o sensor de temperatura do condensador na PCB externa de acordo com o esquema elétrico caso o mesmo esteja desconectado. Substitua-o caso esteja em curto-circuito. D) Encaixe o chip programador na PCB da unidade interna cuidadosamente. E) Verifique os níveis de tensão (voltagem) aplicados a PCB tais como tensão de entrada e saída dos componentes. Verifique se há componentes eletrônicos queimados na PCB e em último caso substitua a mesma. F) Verifique os níveis de tensão (voltagem) aplicados a PCB da unidade externa tais como tensão de entrada e saída dos componentes. Verifique se há componentes eletrônicos queimados na PCB e em último caso substitua a mesma. G) Temperatura do evaporador muito baixa: Sensor atua protegendo o trocador de calor da unidade interna de congelar. H) Após 50 segundos o relê da PCB clica, a temperatura indicada no display da unidade interna apaga-se, as haletas horizontais fecham-se automaticamente e o LED OPERATION pisca intermitentemente. Substitua o motor do ventilador e em seguida reinicie a máquina novamente. I) Após aproximadamente 2 minutos, o LED na PCB da unidade externa pisca 5 vezes e apaga repetidamente. Certifique-se de conectar o fio de interligação “S” (fio de comando) entre a unidade externa e interna ou se está trocado na PCB da unidade externa.

LINHA KOS G1

A linha KOS G1 também possui um sistema de auto-diagnostico por leds na unidade interna, a razão de diferenças entre o layout da unidade interna da linha G2, abaixo descrito a ordem de leds com seus respectivos erros demonstrativos.

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A) Neste caso quando o compressor do condicionador de ar inicia ou já se encontra em funcionamento, a PCB percebe uma anormalidade na corrente nominal do aparelho que em seguida faz a proteção do compressor atuar desligando o mesmo. Este procedimento é repetido por mais 3 vezes caso a PCB ainda detecte o problema finalizando então por completo o funcionamento da máquina. Segue abaixo fatores que possam causar esta situação: Corrente muito acima da nominal indicada na etiqueta lateral disposta na unidade interna e/ou externa: Verifique se há algum fio em curto circuito encostado na carcaça do aparelho. Unidade externa super aquecendo: Caso a unidade externa esteja instalada em locais fechados com pouca ventilação ou de frente para outra unidade externa (curto-circuito de ar), a temperatura eleva-se consideravelmente podendo causar problemas aos seus componentes. A proteção da máquina então atua e o condicionador desliga. Capacitor com defeito: Substitua-o após ter verificado os itens acima e o problema persistir. B) Conecte o sensor de temperatura ambiente na PCB interna de acordo com o esquema elétrico caso o mesmo esteja desconectado. Substitua-o caso esteja em curto-circuito. C) Conecte o sensor de temperatura do evaporador na PCB interna de acordo com o esquema elétrico caso o mesmo esteja desconectado. Substitua-o caso esteja em curto-circuito. D) Conecte o sensor de temperatura do condensador na PCB externa de acordo com o esquema elétrico caso o mesmo esteja desconectado. Substitua-o caso esteja em curto-circuito. E) Verifique os níveis de tensão (voltagem) aplicados a PCB tais como tensão de entrada e saída dos componentes. Verifique se há componentes eletrônicos queimados na PCB e em último caso substitua a mesma. F) Verifique os níveis de tensão (voltagem) aplicados ao compressor da unidade externa tais como tensão de entrada e saída dos componentes elétricos. A tensão a ser encontrada deverá ser de 220V. OBS: Motor ventilador da unidade interna com defeito não consta como erro no display da evaporadora.

LINHA CASSETE As unidades internas adquiras em um momento da instalação o técnico responsável pelo mesmo

deve observar um fato importante, a existência de um fio solto na unidade próximo ao ventilador coaxial refere-se a um sistema de controle remoto externo, localizado exteriormente da unidade, ou seja, um sistema remoto sem o uso do infravermelho. Lembrando que este sistema não e’ aplicável, sendo assim, o técnico deve estar atendo que este fio não é utilizável e o mesmo deve ser deixado solto ou fixado na unidade interna.

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Com a tampa

DISTRIBUIÇÃO DE AR

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BIBLIOGRAFIA Silva, Jesue Graciliano da Introducao a tecnologia da refrigeração e da climatização / Jesue Graciliano da silva. – São Paulo: Artliber Editora, 2003. Anelli, Giovanni, Manual pratico do mecânico e do técnico de refrigeração / Giovanni Anelli; tradução de Romolo Traiano. – Rio de Janeiro: Centro Studi Ca’ Romana, 1994. Viviane, Profª, Apostila Projeto elétrico residencial / Professora Viviane. – Florianópolis: CEFET/SC, 2003. Prof. Dr. Marcelo José Pirani Apostila Refrigeração e Ar Condicionado Parte I Refrigeração Departamento de Engenharia Apostila Treinamento Condicionadores de Ar KOMECO / Depart. Eng.. – São Jose: Komeco, 2007. Sites de Pesquisa http://www.polipex.com.br/prod_pol_isol.php