Livro Refrigeracao Castro

7/18/2019 Livro Refrigeracao Castro

1/221

REFRIGERAO COMERCIAL E

CLIMATIZAO INDUSTRIAL


2/221

JOS DE CASTRO Desde 2009 professor do colegiado de engenharia mecnica da UNIVASF (Universidade

Federal Do Vale Do So Francisco) Doutorando em engenharia agrcola (rea: mquinasagrcolas/refrigerao) UNICAMP Mestre em engenharia mecnica (rea: Sistemas Trmicos)

UFPE (2008) Engenheiro de produo mecnica UNIBAHIA (2003) Tcnico emrefrigerao e ar condicionado CEFET-PE (1994) Experincia de 15 anos (indstrias, SENAI,

manuteno industrial, projetos).

REFRIGERAO COMERCIAL E

CLIMATIZAO INDUSTRIAL


3/221

Copyright 2011 by Prof Jos de Castro Silva

Copyright 2011 by Leopardo

Mediante Contrato firmado com o autor

Editor: Maxim Behar

Produo Grfica:MCT BooksReviso de Texto: Alex GiostriCapa: Sergio Ng

Todos os direitos adquiridose reservada a propriedade literria desta publicao pela

LEOPARDO EDITORA LTDA

Av Divino Salvador, 736 - Moema04078-012 So Paulo - SP - BRASILFone: 011-5093-7822Fax: 011-5044-6366

www.leopardoeditora.com.br

Impresso no Brasil /Printed in Brazil

Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)

(Cmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)

ndices para catlogo sistemtico:1. Climatizao industrial : Engenharia

mecnica 621.562. Refrigerao comercial : Engenharia

mecnica 621.56

Castro, Jos deRefrigerao comercial, climatizao industrial /

Jos de Castro. 1. ed. So Paulo : LeopardoEditora, 2010. (Coleo hemus mecnica)

ISBN 978-85-62953-32-3

1. Ar condicionado 2. Refrigerao I. Ttulo.II. Srie.

10-07508 CDD-621.56


4/221

Sumrio

PREFCIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Captulo 1CIRCUITO FRIGORGENO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Captulo 2CIRCUITO FRIGORGENO TERMODINMICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Captulo 3

TIPOS DOS COMPONENTES BSICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Captulo 4COMPONENTES AUXILIARES DE PROTEO E CONTROLE. . . . . . . . . . 59

Captulo 5REFRIGERAO COMERCIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Captulo 6CONDICIONADORES DE AR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Captulo 7SISTEMA DE GUA GELADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

Captulo 8CAPACIDADE TRMICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Captulo 9UMIDADE E QUEIMA DE MOTORES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165


5/221

Captulo 10LIMPEZA DE CIRCUITOS FRIGORGENOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

Captulo 11TESTE DE VAZAMENTO DO FLUIDO REFRIGERANTE . . . . . . . . . . . . . 177

Captulo 12EVACUAO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

Captulo 13CARGA DE FLUIDO REFRIGERANTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

Captulo 14

BALANCEAMENTO DO CIRCUITO FRIGORGENO . . . . . . . . . . . . . . . . 197

Captulo 15CLCULO DE DESBALANCEAMENTO DE VOLTAGEM . . . . . . . . . . . . . 207

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

ANEXOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

NDICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

8


6/221

PREFCIO

O livro continua apresentando uma breve coletnea de manuais ecatlogos de alguns fabricantes de componentes e equipamentos eopinies sobre alguns assuntos tcnicos. Recomenda-se a leitura destelivro aos estudantes dos cursos de Mecnico de Refrigerao e Tcnicoem Refrigerao e Ar-Condicionado, Tcnico em Mecnica ouEletromecnica, Tcnico em Automao, Arquitetura e Engenharias(Mecnica, Agrcola, de Produo e Civil), que tenham disciplinasrelacionadas s reas abordadas e aos estudantes afins, visto que

contm um resumo simplificado do funcionamento e detalhes tcnicosbsicos dos equipamentos de refrigerao comercial e climatizaoindustrial.

Jos de Castro

Doutorando em Engenharia Agrcola (rea: MquinasAgrcolas/Refrigerao) na UNICAMP (Universidade Estadual deCampinas).

Mestre em Engenharia Mecnica (rea: Sistemas Trmicos) pelaUFPE (Universidade Federal de Pernambuco) (2008).

Engenheiro de Produo Mecnica pela UNIBAHIA (UnidadeBaiana de Ensino, Pesquisa e Extenso) (2003).

Tcnico em Refrigerao e Ar Condicionado pela ETFPE (Escola

Tcnica Federal de Pernambuco) (1994).

9


7/221

Tem experincia nas reas de Docncia e Consultoria Tcnica(SENAI-BA), Manuteno Industrial, Engenharia Trmica, Refrigerao

(Comercial e Industrial) e Climatizao (Ar Condicionado).Atualmente Professor do Colegiado de Engenharia Mecnica daUNIVASF (Universidade Federal do Vale do So Francisco) na rea deMquinas e Sistemas Trmicos.

10


8/221

CAPTULO 1

Circuito Frigorgeno

Circuito frigorgeno = circuito de refrigerao = sistema derefrigerao.

Vamos interpretar o funcionamento mostrado na figura 1.1 com asfunes dos quatro componentes bsicos que formam o circuitofrigorgeno.

O compressor (1) promove a circulao do fluido, ou gs refrige-

rante, por todo o sistema (circuito) e, com o auxlio do dispositivo deexpanso (3), eleva a presso no condensador (2) e reduz a presso noevaporador (4). As setas da figura 1.2 indicam o sentido de circulao dofluido, ou gs refrigerante.

O condensador (2), ou serpentina condensadora, tem a funo deeliminar (rejeitar) o calor absorvido pelo evaporador (4) somado ao calorpromovido pela compresso do compressor (1); com essa eliminao decalor, o fluido refrigerante que penetra (entra) no condensador, noestado fsico vapor, se transforma em lquido.

O evaporador (4) absorve calor do ambiente interno, e com essaabsoro de calor, o fluido refrigerante que sai do dispositivo de ex-panso (3) e entra neste no estado fsico lquido evapora, ou seja,transforma-se em vapor.

O dispositivo de expanso (3), que pode ser o tubo capilar, o pistoou a vlvula de expanso termosttica (VET), restringe ou dificulta apassagem do fluido refrigerante lquido que vem do condensador parao evaporador e, com essa restrio, provoca uma elevao de presso nocondensador e uma reduo brusca de presso no evaporador.

11


9/221

12 CAPTULO 1

Figura 1.1 Sistema bsico de refrigerao.



10/221

A condensaose d com a rejeio de calor do fluido refrigeranteno estado fsico vapor e a evaporao, com a absoro de calor pelo

fluido no estado fsico lquido. Ento, o condensador rejeita calor e oevaporador absorve calor. A figura 1.3 mostra as transformaes deestados fsicos que ocorrem nos circuitos de refrigerao ou circuitosfrigorgenos.

O captulo 2 demonstra o funcionamento do circuito frigorgenocom detalhes mais aprofundados e o captulo 3, os principais tipos doscomponentes bsicos que formam o circuito frigorgeno.

importante uma reviso dos princpios termodinmicos para umamelhor compreenso dos temas tratados. O livro Refrigerao e clima -tizao residencialapresenta os princpios bsicos de refrigerao. Todoprofissional que atua na rea de refrigerao e climatizao deve teraptido para a termodinmica, uma das subdivises da fsica.

Circuito Frigorgeno 13

Figura 1.3 Mudanas de estados fsicos do fluido refrigerante.


11/221

CAPTULO 2

Circuito FrigorgenoTermodinmico

2.1 Circuito Terico Simples

Um circuito trmico real qualquer deveria ter como referncia ocircuito de Carnot, por ser este o de maior rendimento trmico possvel.

Entretanto, dadas as peculiaridades do circuito frigorgeno, ou circuitode refrigerao por compresso de vapor, define-se um outro cir cuitochamado de circuito terico, no qual os processos so mais similares aosdo circuito real, e, portanto, torna-se mais fcil comparar o circuito realcom esse circuito terico. Esse circuito terico ideal aquele que termelhor desempenho operando nas mesmas condies do circuito real.

O circuito terico simples de refrigerao por compresso de vapor mostrado na figura 2.1, construdo sobre um diagrama de Mollier noplano PH (Presso-Entalpia). A figura 2.2 o esquema bsico com os

componentes principais de um sistema frigorgeno ou de refrigeraosuficientes, teoricamente, para realizar o circuito terico mostrado nafigura 2.1. Os equipamentos esquematizados na figura 2.2 representam,genericamente, o circuito frigorgeno de qualquer equipamento de refri-gerao ou ar-condicionado (climatizao) capaz de realizar o processoespecfico indicado.

15


12/221

Os processos termodinmicos que constituem o circuito terico emseus respectivos equipamentos so:

Processo [1] [2], que ocorre no compressor; o fluido refrigeranteentra no compressor presso do evaporador, Po. O fluido refrige ran -te , ento, comprimido at atingir a presso de condensao e, nesseestado, est superaquecido com temperatura maior que a tempe raturade condensao.

Processo [2] [3], que ocorre no condensador, um processo derejeio de calor do fluido refrigerante para o meio de resfriamento(gua ou ar) presso constante. Nesse processo, o fluido refrigerante resfriado at a temperatura de condensao e, a seguir, condensadoat se tornar lquido saturado.

Processo [3] [4], que ocorre no dispositivo de expanso, que podeser uma vlvula de expanso termosttica (VET) ou tubo capilar, uma expanso irreversvel entalpia constante, processo isoentlpico,desde a presso de condensao e lquido saturado, at a presso de

vaporizao.

16 CAPTULO 2

Figura 2.1 Diagrama presso-entalpia (PH).


13/221

Processo [4] [1], que ocorre no evaporador, um processo de trans-ferncia de calor presso constante, conseqentemente temperatu-

ra constante, desde vapor mido no estado 4 at atingir o estado devapor saturado seco.

Circuito Frigorgeno Termodinmico 17

Figura 2.2 Circuito frigorgeno.



14/221

2.2 Circuito Real Simples

As principais diferenas entre o circuito real e o circuito tericosimples so a perda de carga e a queda de presso tanto nas linhas dedes carga, lquido e de suco como no condensador e no evaporador.

Essas perdas de carga Pd e Ps esto demonstradas na figura 2.3.Outras diferenas so o sub-resfriamento do fluido refrigerante na

sada do condensador (nem todos os sistemas so projetados com sub-resfriamento) e o superaquecimento na suco, que tem a finalidade deevitar a entrada de lquido no compressor.

2.3 Entalpia e Presso

2.3.1 Entalpia (H)

Ao se discutir sobre calor, h dois fatores a serem considerados. Oprimeiro que a temperatura uma indicao de intensidade de calor eo segundo que kJ (quilojoule), kcal e BTU so quantidades de calor

(energia trmica).A entalpia uma propriedade das substncias que indica sua quan-

tidade de energia trmica ou calor total. Quando o fluido refrigeranteabsorve energia (calor), sua entalpia aumenta; quando o fluido refrige-rante perde (libera) energia (calor), sua entalpia diminui.

2.3.2 Presso (P)

Toda fora exercida sobre uma reatem a presso como resultado.Sempre que uma fora for distribuda igualmente sobre uma rea dada,a presso ser a mesma em qualquer ponto da superfcie de contato epoder ser calculada dividindo-se a fora total exercida pela rea totalsobre a qual a fora aplicada. Essa relao expressa pela equao aseguir:

pFA

18 CAPTULO 2


15/221

p = presso em unidades deFpor unidades deA;F = fora total em qualquer unidade de fora;

A = rea total em qualquer unidade de rea.

2.4 Diagramas Presso Entalpia

Nas figuras 2.4, 2.5, 2.6 e 2.7 sero demonstrados alguns diagramasPH dos fluidos refrigerantes:

R 134a

R 404a R 407C

R 22

O captulo 3 apresentar os principais fluidos (gases) refrigerantes esuas famlias.



16/221

20 CAPTULO 2

Figura 2.4 Diagrama presso-entalpia (PH) do R-134a.


17/221


Figura 2.5 Diagrama presso-entalpia (PH) do R-404a.


18/221

22 CAPTULO 2

Figura 2.6 Diagrama presso-entalpia (PH) do R-407C.


19/221


Figura 2.7 Diagrama presso-entalpia (PH) do R-22.


20/221

24 CAPTULO 2

Figura 2.8 Diagrama presso-entalpia (PH) do R600a.


21/221


Figura 2.9 Diagrama presso-entalpia (PH) do R-22.


22/221

26 CAPTULO 2



23/221

CAPTULO 3

Tipos dos ComponentesBsicos

O compressor, o condensador, o dispositivo de expanso e oevaporador formam o circuito frigorgeno ou circuito/sistema de refri-gerao, conceito tradicional visto nos captulos ante riores. Esses quatrocomponentes principais, estando em perfeitas condies e bem conec-tados ou instalados, constituiro o circuito frigorgeno. Contudo, esteno funcionar se um gs no estiver contido no interior dos com-ponentes e tubos que formam o circuito frigorgeno, e no basta apenaster o gs, visto que este deve ser o correto e estar em quantidadeadequada para evitar danos, principalmente ao corao do circuito,que o compressor (captulo 14). Dada a importncia de se ter um gscirculando adequadamente no circuito, e se um componente bsico aquele que no deve faltar justamente por ser bsico, trataremos o fluidorefrigerante como um componente bsico do circuito frigorgeno, tota-lizando, ento, cinco componentes bsicos.

3.1 Fluidos ou Gases Refrigerantes

Todos os fluidos so afetados pela temperatura e presso queatuam simultaneamente. A gua um dos fluidos mais comuns parailustrar este ponto. Ao nvel do mar e em condies normais de pressoatmosfrica em todos os valores de temperatura entre 0C e +100C, agua se encontra no estado fsico lquido. Se a temperatura for reduzida

27


24/221

abaixo de 0C, a gua congelar, mudando seu estado fsico de lquidopara slido. Se a gua for aquecida acima de +100C, ferver, passando

do estado fsico lquido para o estado gasoso. Se a presso for diminuda,o ponto de ebulio (evaporao) diminui. Se a presso da gua for au-mentada, o ponto de ebulio (evaporao) aumenta.

Uma substncia pode absorver grandes quantidades de calor comum aumento de seu calor sensvel se a diferena de temperatura gran-de ou se o peso da substncia elevado. Contudo, em uma mudana deestado fsico, uma frao do peso necessrio para absorver certa quanti -dade de calor sensvel absorver uma quantidade de calor latente equi-valente.

Os sistemas de refrigerao e climatizao (ar-condicionado) neces-sitam transmitir grandes quantidades de calor que possam repetir-secontinuamente. Praticamente qualquer lquido pode ser usado paraabsorver calor por evaporao. A gua ideal em muitos aspectos, mascomo visto anteriormente, ferve a temperaturas muito altas, para serusada em operaes normais de resfriamento, e congela-se a tempe-raturas altas, para usos em sistemas de baixas temperaturas. Um fluidorefrigerante deve satisfazer oito importantes requisitos bsicos:

No agredir a camada de oznio, pois essa camada atmosfrica nos

protege dos raios solares, funcionando como uma espcie de filtrosolar.

Deve absorver o calor rapidamente temperatura requerida pelacarga trmica.

O sistema deve utilizar o mesmo fluido refrigerante constantemente,por razes de economia e para resfriamento contnuo.

No deve agredir a sade humana.

No deve ser inflamvel nem explosivo.

Ser miscvel com o leo do compressor, ou seja, deve se misturar como leo.

Ter temperaturas crticas altas.

No alterar suas condies qumicas durante toda a sua vida til.

Nas primeiras instalaes de refrigerao se empregavam, emgeral, o amonaco, o dixido de enxofre, o propano, o etano e o cloretometlico. Entretanto, apenas a amnia, ou R-717, ainda utilizada. Sua

aplicao especfica em grandes sistemas frigorficos e industriais

28 CAPTULO 3


25/221

distantes do permetro urbano, pois apenas equipes treinadas devemmanuse-la, visto que o contato com essa substncia pode ser mortal

caso no se usem equipamentos de proteo adequados.

3.1.1 Famlias de Fluidos Refrigerantes

CFC

Famlia de compostos qumicos que possuem os elementos cloro,flor e carbono em sua composio. Atualmente no se fabrica nenhum

gs CFC; o cloro, que faz parte de sua composio, destri a camada deoznio. Um equipamento de refrigerao ou climatizao (ar-condi-cionado), cujo sistema funciona com um fluido refrigerante que possuicloro na sua composio, est tecnicamente ultrapassado. Esse equipa-mento deve ser atualizado e o profissional de refrigerao tem de en-contrar uma alternativa para esse problema.

Como alternativa falta de CFC, existem os chamados gasesalternativos que pertencem famlia dos HCFCs.

A seguir, os principais fluidos refrigerantes da famlia dos CFCs:

R-12, ou refrigerante 12 (utilizado em refrigeradores,freezers, cmarasfrigorficas e condicionadores de ar de carros, todos antigos).

R-11, ou refrigerante 11 (utilizado em grandes sistemas com compres-sores centrfugos e como fluido para limpeza de circuitos frigo-rgenos).

HCFC

Famlia de compostos qumicos que possui os elementos hidro-gnio, cloro, flor e carbono em sua composio. Atualmente se fabri-cam os HCFCs como gases alternativos que podem substituir os CFCs.

Os principais fluidos refrigerantes da famlia dos HCFCs so:

R-22, ou refrigerante 22 (utilizado em condicionadores de ar de janela,splits e centrais).

R-401A, ou refrigerante 401A (substitui o R-12).


R-401B, ou refrigerante 401B (substitui o R-12 e o R-500).

Tipos dos Componentes Bsicos 29


26/221



R-402B, ou refrigerante 402B (substitui o R-502).

No processo de substituio de um CFC por um HCFC, o fabricantede fluidos refrigerantes dever consultar o fabricante do equipamento.Esse procedimento requer uma anlise apurada de todos os dados defuncionamento do equipamento (temperaturas, presses, tipo do leoetc). A DuPont, que detm as marcas Suva e Freon e um dos grandesfabricantes de fluidos refrigerantes, chama essa atualizao de CFC para

HCFC deretrofit.

HFC

Famlia de compostos qumicos que possui os elementos hidro-gnio, flor e carbono em sua composio. Atualmente os novos equi-pamentos so fabricados com HFCs.

A seguir, os principais fluidos refrigerantes da famlia dos HFCs:

R-134a, ou refrigerante 134a (utilizado em refrigeradores, freezers,cmaras frigorficas, condicionadores de ar de carros e equipamentosdo tipo Chiller).

R-404a, ou refrigerante 404a (utilizado em cmaras frigorficas).

R-507, ou refrigerante 507 (utilizado em equipamentos de refrigeraocomercial).

R-407C, ou refrigerante 407C (utilizado em equipamentos de clima-tizao (ar-condicionado).

R-410A, ou refrigerante 410A (utilizado em equipamentos de climati-zao (ar-condicionado).

Sobre a questo de destruir a camada de oznio, os cientistascriaram um ndice que mede em pontos percentuais o poder de des-truio de cada fluido refrigerante. Esse ndice chamado de ODP(Ozone Depleting Potential) ou poder de destruio da camada de oznio.Exemplo: o R-12 tem um ODP de 100%, o R-22 tem um ODP de 5,5% e oR-134a tem um ODP de 0%.

30 CAPTULO 3


27/221

3.1.2 Diagrama PH dos Fluidos Refrigerantes

Como visto no captulo 2, o diagrama PH (Presso-En talpia) muito til no estudo dos circuitos frigorgenos, pois indica graficamentecolunas de valores de diversas tabelas; assim fcil visualizar as va-riaes que ocorrem quando o fluido refrigerante passa de uma parte docircuito para outra.

Cada fluido refrigerante possui o seu diagrama PH especfico e neleesto traadas vrias das propriedades fsicas do fluido. Para se estudaro comportamento de um equipamento, deve-se analisar o diagrama PHdo seu fluido refrigerante (captulo 7).

3.2 Motocompressores e Compressores

O compressor succiona o fluido refrigerante do evaporador e com-prime-o no condensador, circula-o por todo o circuito frigorgeno e, comauxlio do dispositivo de expanso, promove a elevao de presso nocondensador e a reduo de presso no evaporador.

Quando perguntamos quais os tipos de compressores que realizamessa tarefa, muitos respondem incorretamente: alternativos, hermticos,parafusos, semi- her mticos etc. Nessa resposta, h uma mistura do tipode compresso com o tipo de acoplamento.




28/221

Ento os compressores se dividem em duas categorias, que so acategoria de compresso e a categoria de acoplamento, e a pergunta

quanto aos tipos de compressores tem de se relacionar ao tipo de ca-tegoria.

3.2.1 Categoria de Compresso

Alternativo

Os compressores dessa categoria possuem o pisto que executa

movimentos alternados sobe e desce ou vai-e-vem. Observe que nafigura 3.2 o fluido refrigerante penetra (entra), pela linha de suco, emum espao criado pelo curso de descida do pisto e o fluido foradopara a linha de descarga pelo pisto no seu curso de subida.

Quando o pisto desce, faz a placa de vlvula de suco abrir e aplaca de vlvula de descarga fechar; a presso no cilindro, nessemomento, menor que na linha de suco, ento o fluido entra nocilindro.

Quando o pisto sobe, faz a placa de vlvula de descarga abrir e a

placa de vlvula de suco fechar; a presso no interior do cilindro,nesse momento, maior que na linha de descarga, ento o fluido sai dointerior do cilindro.

O virabrequim gira e, com o auxlio da biela, move o pisto commovimentos alternados, da o nome compressor alternativo.

32 CAPTULO 3

Figura 3.2 Detalhe da subida e descida do pisto.


29/221

Rotativo

Este tipo de compressor muito utilizado em condicionadores de ardo tipo janela e em bombas de vcuo.

Em bombas de vcuo, o compressor o rotativo palheta e a sucoe a compresso ocorrem em virtude do movimento de lminas emrelao a uma cmara de bomba (figura 3.6).

J os rotativos para condicionadores de ar do tipo janela (figuras 3.4e 3.5) realizam a suco e a descarga do fluido refrigerante por meio domovimento do rolete no interior do cilindro. O rolete se movimentaatravs de um eixo excntrico e, com o auxlio da lmina divisria, criaregies de baixa e de alta presso. Muitos tcnicos reclamam das altastemperaturas da carcaa dos compressores rotativos, pois os comparamcom os alternativos que possuem temperaturas de carcaa menor. Vejana figura 3.5 que o interior do crter do compressor descarga, ou seja,altas presso e temperatura, e a suco est canalizada internamente; o inverso dos motocompressores hermticos, em que o seu crter asuco e a descarga que est canalizada internamente. Mais adianteser abordado o acoplamento hermtico.


Figura 3.3 Detalhe dos principais componentes internos de um compressoralternativo.


30/221

34 CAPTULO 3

Figura 3.4 Motocompressores hermticos rotativo e rotativo em corte.

Figura 3.5 Detalhe dos componentes internos de um compressor rotativo.


31/221

Scroll

Este motocompressor possui dois caracis: um fixo e o outro mvel (figura 3.9). O mvel executa um movimento orbital dentro do fixoe, com isso, cria bolsas de gs. Essas bolsas vo diminuindo de volume ea presso do fluido refrigerante aumenta, sendo este descarregado parao condensador. Simultaneamente, dois bolses de gs so formados abaixa presso, efetuando a suco do evaporador (figura 3.10).


Figura 3.6 Detalhe das palhetas de um compressor rotativo palheta.

Figura 3.7 Detalhe do interior de uma bomba de vcuo.


32/221

36 CAPTULO 3

Figura 3.8 Detalhe do interior de um motocompressor hermtico Scroll.

Figura 3.9 Caracis do motocompressor Scroll.

Caracol fixo Caracol mvel

Figura 3.10 Caracol mvel orbitando dentro do caracol fixo.


33/221

Parafusos

Os compressores recebem essa definio porque seus principaiscomponentes, que so os rotores ou fusos, parecem grandes roscas deparafusos (figuras 3.12 e 3.13).

O rotor, ou fuso, com quatro convexos curvados chamado rotormacho e com seis cncavos, rotor fmea. Geralmente os motores el-tricos movimentam o compressor atravs do rotor macho e sua rotaofica em torno de 3.600 rpm. O rotor fmea gira em torno de 2.400 rpm.

Os rotores possuem um desgaste insignificante em virtude da boalubrificao nos convexos e cncavos e nas bordas principais dos ro-tores, que no ficam em contato mecanicamente.


Figura 3.11 Motocompressor Scroll em corte com duplos caracis.

Figura 3.12


34/221

No processo de suco, o convexo do rotor macho e o cncavo dorotor fmea engrenam-se helicoidalmente, e as bordas dos rotores soseladas pela carcaa. O ponto de suco atingir gradualmente o espaolongitudinal do cncavo do rotor com o giro, at o encontro da extremi-dade do convexo com a do cncavo dos rotores, que forma a bolsa de

relao volumtrica, ou seja, a presso do fluido refrigerante baixa eeste succionado (sugado) do evaporador. A figura 3.14 ilustra oprocesso de suco.

No processo de compresso, continuando o giro, convexo com cn-cavo se engrenam helicoidalmente e inicia-se o deslocamento e a redu-o do volume da bolsa, gradualmente a direcionando para a descarga.

38 CAPTULO 3

Figura 3.13

Figura 3.14 Fase de suco.


35/221

No processo de descarga, como a descrio anterior, forma-se abolsa de relao volumtrica e o espao vai se reduzindo at o encontrocom o ponto de descarga; se o volume diminui, a presso do fluido refri -gerante aumentar e, ento, o compressor empurrar o fluido compri-mido para o condensador.

Os compressores parafusos efetuam seu controle de capacidade poruma vlvula redutora deslizante de mais carga e menos carga, a qualse move paralela ao rotor e modifica a rea de compresso do rotor. Istoprolonga ou encurta a regio de compresso do rotor e soma o ato doretorno de gs para o lado da suco enquanto o fluido comprimido desviado.


Figura 3.15 Fase de compresso.

Figura 3.16 Fase de descarga do fluido refrigerante vapor para o condensador.


36/221

Centrfugo

Este tipo de compressor uma mquina relativamente de alta velo-cidade, na qual um jato contnuo de fluido refrigerante succionado ecomprimido por uma fora centrfuga. O compressor centrfugo pode serde simples ou mltiplos estgios. Nas figuras 3.18 e 3.19 constam osrotores internos do compressor.

Os Chillers de mdio e grande portes so os equipamentos quemais utilizam esses compressores, pois o rendimento muito superiorao dos alternativos.

40 CAPTULO 3

Figura 3.17

Figura 3.18 Rotores de um compressor centrfugo.


37/221


Figura 3.19 Compressor centrfugo.

Figura 3.20 Circuito de um Chiller com compressor centrfugo.


38/221

A seguir, os principais tipos de compressores quanto categoria decompresso:

Alternativo. Rotativo.

Scroll.

Parafuso.

Centrfugo.

3.2.2 Categoria de Acoplamento

Nessa categoria, analisa-se como o motor eltrico est instaladocom o compressor propriamente dito, que a parte mecnica que exe-cuta a suco e a compresso.

O motor eltrico pode estar junto do compressor em uma mesmacarcaa, e por essa carcaa no possibilitar consertos (manuteno), cha-ma remos esse componente de motocompressor hermtico (figuras 3.4,3.8 e 3.21).

O motor eltrico pode estar junto ao compressor em uma mesmacarcaa, e se essa carcaa possibilitar consertos (manuteno), chama-remos esse componente de motocompressor semi-hermtico (figu-ra 3.22).

Se o motor eltrico no estiver junto do compressor em umamesma carcaa, e se essa carcaa que contm apenas a parte decompresso, ou seja, o compressor, possibilitar consertos (manuteno),chamaremos esse componente de compressor aberto (figura 3.23).

42 CAPTULO 3

Figura 3.21 Motocompressores hermticos alternativos.


39/221

A bomba de vcuo da figura 3.7 um compressor aberto palheta,que, como veremos adiante, utilizada como equipamento/ferramenta

indispensvel nos reparos de circuitos frigorgenos. Essa bomba no um compressor utilizado para circular o fluido refrigerante como osdemais compressores.

A seguir, os principais tipos de compressores quanto categoria deacoplamento:

Hermticos.

Semi-hermticos.

Abertos.


Figura 3.22 Motocompressor semi-hermtico alternativo.

Figura 3.23 Compressores abertos alternativos.


40/221

3.3 Condensadores

Como visto no captulo 1, o condensador tem a funo de eliminar(rejeitar) o calor do fluido refrigerante. Com essa eliminao de calor, ofluido refrigerante que penetra (entra) no condensador, no estado fsicovapor, se transforma em lquido.

O condensador elimina o calor para outro fluido que pode ser o arou a gua, e sabe-se que o calor se transfere do fluido com temperaturamaior para o com temperatura menor.

Se for o ar que estiver absorvendo (recebendo) calor do fluido refri -gerante, o condensador ser a ar. Se for a gua que estiver absorvendo(recebendo) calor do fluido refrigerante, o condensador ser a gua.

Se forem ambos, o ar e a gua, que estiverem absorvendo (rece-bendo) calor do fluido refrigerante, o condensador ser chamado eva-porativo.

3.3.1 Condensadores a gua

A seguir, os principais tipos de condensadores a gua:

Carcaa e Tubo (Shell & Tube). Tubo e Tubo.

Placas.

44 CAPTULO 3

Figura 3.24 Condensador a gua Shell & Tube.


41/221

O captulo 7 mostra o funcionamento detalhado desse tipo de con-densador a gua. O calor que o fluido refrigerante retirou no evaporador

mais o calor injetado pelo compressor transferido para a gua, pois agua est com temperatura menor que a do fluido refrigerante vaporno condensador. A gua por ter absorvido (recebido) calor do fluidorefri gerante vapor precisa perder (liberar) calor para, novamente,penetrar nos tubos do condensador com temperatura menor.

A figura 3.25 mostra o condensador Tubo e Tubo e a figura 3.27, ocondensador a Placas. Em ambos, o princpio fazer com que a guaretire calor do fluido refrigerante.

Independentemente do tipo do condensador a gua, este deve estarligado a uma torre de resfriamento, que far o resfriamento da gua queaqueceu no condensador por ter retirado calor do fluido refrigerante.

Para a gua circular pelo(s) condensador(es) e pela(s) torre(s), have-r bombas de gua, como bombas de gua de condensao (BAC). Ainterligao entre condensador, torre de resfriamento e BAC apresentada em detalhes no captulo 7.


Figura 3.25 Condensador a gua Tubo e Tubo.

Figura 3.26 Condensador a gua Tubo e Tubo.


42/221

3.3.2 Condensador a Ar

Os condensadores a ar podem ser com conveco natural ou con-veco forada. Na linha residencial, a maioria dos refrigeradores utilizacondensadores com circulao natural de ar (conveco natural).

J na linha de refrigerao e climatizao comercial, cmaras frigo-rficas, centrais de ar-condicionado e centrais de gua gelada, os con-densadores recebem a circulao forada do ar por meio de um mo to-ventilador (conveco forada). Esses condensadores utilizam ale tasque fazem com que o ar retire calor com mais facilidade do fluido refri-gerante que passa no interior da tubulao, sendo, por isso, denomi-nados condensadores aletados com conveco forada de ar.

46 CAPTULO 3

Figura 3.27 Condensador a gua do tipo Placas.

Figura 3.28 Aletas do condensador a ar.


43/221

3.3.3 Condensador EvaporativoEste tipo de condensador consiste em uma torre de resfriamento de

gua pelo sistema de ar forado, combinada com um condensador for-mado por uma serpentina de tubo liso. Na figura 3.31 vemos que asuperfcie do condensador umidificada por meio de orifcios pulve-rizadores de gua, ao mesmo tempo em que sobre estes se dirige acorrente de ar promovida pelo motoventilador. A finalidade ativar aevaporao da gua iniciada no processo de condensao do fluidorefrigerante que atua como fonte de calor. Os sistemas de refrigeraoindustriais so os grandes utilizadores desse tipo de condensador.


Figura 3.29 Detalhe das aletas e motoventilador do condensador a ar.

Figura 3.30 Condensador a ar.


44/221

3.4 Dispositivos de Expanso

So basicamente redutores de presso e controladores do fluxo dofluido refrigerante liquefeito no condensador para o evaporador. Nosequipamentos de refrigerao e climatizao comercial, o dispositivo deexpanso mais utilizado a vlvula de expanso termosttica (VET).

Como visto no captulo 1, o dispositivo de expanso, que pode ser otubo capilar, o pisto ou a vlvula de expanso termosttica, restringe ou

dificulta a passagem do fluido refrigerante lquido que vem docondensador para o evaporador e, com essa restrio, provoca elevaoda presso no condensador e reduo brusca de presso no evaporador.O captulo 6 mostra os tipos de equipamentos que mais utilizam odispositivo pisto.

Dos dispositivos citados anteriormente, a VET o nico que faz aregu lagem ou dosagem do fluido lquido para o evaporador. Essaregulagem feita em virtude da temperatura do fluido refrigerantevapor que sai do evaporador. A temperatura do vapor que sai do

evaporador percebida pelo bulbo sensor da VET.

48 CAPTULO 3

Figura 3.31 Condensador evaporativo.


45/221

Na figura 3.32 vemos a VET recebendo o fluido refrigeranteliquefeito no condensador e o enviando a baixas presso e temperatura

para o evaporador; na sada do evaporador encontra-se o bulbo sensorda vlvula identificando a temperatura do fluido refrigerante vaporque est saindo do evaporador e indo para o compressor.

Na figura 3.33 h um diagrama esquemtico de uma VET. Como sev, a vlvula consiste em um corpo A, haste da vlvula B, mola C,diafragma D e bulbo sensor remoto E.

O bulbo sensor remoto e o espao acima do diafragma esto ligadospor um tubo capilar. O bulbo contm um fluido voltil. O fluido utilizado normalmente o mesmo que se utiliza como refrigerante no sistema.Como se sabe, quando se aplica calor ao bulbo sensor remoto, a pressodo fluido (gs) que est dentro do tubo aumenta. Essa pressotransmite-se atravs do tubo capilar para o espao sobre o diafragma. Apresso aplicada faz empurrar o diafragma para baixo, contra a pressoda mola. Isto faz mover a haste para fora da sede da vlvula, abrindo-a.


Figura 3.32


46/221

Quando se retira calor do bulbo sensor remoto (resfriando), a pres-so do fluido (gs) que est dentro do tubo diminui. Essa baixa presso

transmite-se atravs do tubo capilar para o espao sobre o diafragma. Abaixa presso aplicada faz o diafragma ir para cima e a presso da molavence a presso que est sobre o diafragma. Isto faz mover a haste paradentro da sede da vlvula, fechando-a. Assim, a quantidade de calor(temperatura) do bulbo determina a posio da haste, a qual, por suavez, controla a quantidade de fluido refrigerante que vai para oevaporador. A maioria das VETs possui um ajuste que varia a tenso damola. Ao se modificar a tenso da mola, varia-se o grau de calornecessrio no bulbo sensor remoto para dar posio haste da vlvula.

Esse ajuste conhecido como superaquecimento (captulo 14).Verificando novamente a figura 3.32, vemos o bulbo sensor na linha

de suco; se o local onde o bulbo ser instalado na suco estiver navertical, a preocupao ser apenas com a isolao trmica deste, mas sea linha de suco estiver na horizontal, como na figura 3.32, deve-setomar o cuidado de no colocar o bulbo sensor na parte inferior do tubo,ou seja, embaixo do tubo de suco, pois pode haver vestgios de leo eisso ocasionar uma pequena isolao trmica entre o fluido refrigerantevapor que passa na linha de suco e o gs que est no bulbo sensor.

50 CAPTULO 3

Figura 3.33 VET com equalizao interna.


47/221

Verificando a figura 3.34, vemos as melhores posies para instalarum bulbo numa linha de suco na horizontal. Ao visualizar o tubo de

suco como um relgio (analgico), as posies seriam em 10 ou 14horas. Como comentamos antes, se o tubo de suco estiver na hori-zontal, poder haver leo na parte inferior deste, ento no ser acon-selhvel colocar o bulbo sensor na posio 18 horas.

A fim de compensar uma excessiva queda de presso por meio deum evaporador, a VET deve ser do tipo equalizador externo, com o tuboequalizador externo ligado logo aps a sada do evaporador, ou seja,ligado na linha de suco, prximo ao bulbo sensor.

A queda de presso real da sada do evaporador imposta sob odia fragma (figuras 3.35 e 3.36) da VET. As presses de operao nodiafragma esto agora livres de qualquer efeito da queda de presso noevaporador, e a VET responder ao superaquecimento do fluido refri -

gerante vapor que sai do evaporador. A VET deve ser aplicada o maisprximo possvel do evaporador e em situao tal que seja acessvel paraajustes e manuteno.


Figura 3.34 Bulbo sensor na posio 14 horas.


48/221

A figura 3.37 mostra as foras que atuam numa vlvula de ex-panso termosttica com equalizao externa. Todos os sistemas derefri gerao e climatizao de mdio e grande portes utilizam VET comequalizao externa.

52 CAPTULO 3

Figura 3.36 VET com equalizao externa.

Figura 3.35 VET com equalizao externa.


49/221

Fora (1) Presso do gs do bulbo sensor (sobre o diafragma).

Fora (2) Presso do evaporador captada pelo tubo equalizadorexterno.

Fora (3) Presso da mola (sob o diafragma).

Vlvula abrindo Fora (1) maior que a soma das Foras (2)+(3)

Vlvula fechando soma das Foras (2)+(3) maior que a da Fora(1)

Sendo do tipo equalizao interna ou equalizao externa, sabe-seque a vlvula de expanso termosttica recebe o fluido refrigerantelquido do condensador a alta presso, e logo aps a VET, o fluidorefrigerante j est imediatamente a baixas presso e temperatura.

O fluido refrigerante flui atravs da VET para a baixa presso doevaporador. O fluido refrigerante lquido resfria para a temperaturade evaporao correspondente a essa presso mais baixa. Para realizaresse resfriamento, o fluido refrigerante lquido deve ceder calor, sendoeste cedido para o meio mais prximo, que so as molculas adjacentesdo prprio fluido refrigerante. Ao ceder esse calor a uma presso maisbai xa, ocorre (ainda na VET) a evaporao de parte do fluido refri -gerante lquido at o ponto em que a mistura de vapor e lquido tenhaatingi do a temperatura de saturao (evaporao) correspondente a essapresso mais baixa.

O fluido refrigerante vapor resultante dessa evaporao chama-do flash gs e sua quantidade referida como percentual de flashgs. Esse percentual aos nveis de temperaturas de climatizao do ar


Figura 3.37 Foras que atuam na VET com equalizao externa.


50/221

est na faixa de 20% a 30%. A figura 3.38 mostra esse fenmeno no dia-grama PH, em que quanto menor o flash gs, haver mais fluido

refrigerante lquido no evaporador para retirar calor e o rendimentodo equipamento aumentar.O flash gs um componente indispensvel, visto que o fluido

refrigerante necessita utiliz-lo para que sua temperatura permaneareduzida no evaporador; o fluido refrigerante, vindo a altas presso etemperatura do condensador (quente), tem de perder parte de suaquantidade no estado lquido para ficar a baixa temperatura (frio) aopenetrar (entrar) no evaporador.

Este um processo inerente ao circuito frigorgeno, e uma vez que

o flashgs diminudo da capacidade til do equipamento, desejvelque o fluido refrigerante lquido tenha um baixo calor especfico, o quediminuir oflashgs ao mnimo.

O captulo 1 descreve o circuito frigorgeno no diagrama PH, sendoo ponto 4 a entrada do evaporador e o ponto 1 a sada. O compressorcorresponde ao ponto 1 ao 2, o condensador, ao ponto 2 ao 3, e a VET, aoponto 3 ao 4.

54 CAPTULO 3

Figura 3.38 Diagrama PH evidenciando oflashgs.


51/221

Alm das vlvulas de expanso termostticas termomecnicasmostradas anteriormente, os equipamentos de refrigerao ou clima-

tizao podem utilizar tambm as vlvulas de expanso eletrnicas.Estas so comandadas por um microprocessador com o objetivo espe-cfico de manter o superaquecimento com uma maior preciso. EssasVETs no possuem o bulbo sensor externo com gs internamente, mash um sensor (termistor) na linha de suco do compressor e esse sensorenvia sinal ao microprocessador, que, por sua vez, aciona o motor davlvula eletrnica fazendo-a aumentar ou diminuir a passagem de fluidorefrigerante lquido para o evaporador.

A figura 3.39 mostra:

1. motor de passo;2. parafuso rosca sem fim;

3. bucha deslizante;

4. conjunto orifcio calibrado.


Figura 3.39 VET eletrnica.


52/221

3.5 Evaporadores

Como visto no captulo 1, o evaporador absorve calor do am bienteinterno. Com essa absoro de calor, o fluido refrigerante que sai davlvula de expanso e entra nela no estado fsico lquido evapora, ouseja, transforma-se em vapor.

O evaporador absorve o calor de outro fluido que pode ser o ar oua gua, e o calor se transfere do fluido com temperatura maior para ocom temperatura menor.

Se for o ar que estiver liberando (rejeitando) calor para o fluidorefrigerante se evaporar, o evaporador ser do tipo expanso direta,(captulos 6 e 7).

O evaporador a ar (figura 3.40) construdo com aletas, semelhan-temente aos condensadores a ar.

Se for a gua que estiver liberando (rejeitando) calor para o fluidorefrigerante se evaporar, o evaporador ser do tipo Shell & Tube (Car -caa e Tubo) (figuras 3.41 e 3.42 e o captulo 7).

56 CAPTULO 3

Figura 3.40


53/221


Figura 3.41 Evaporador Carcaa e Tubo.

Figura 3.42 Evaporador Carcaa e Tubo.


54/221

CAPTULO 4

Componentes Auxiliaresde Proteo e Controle

4.1 Filtro Secador ou Desidratante

Os filtros so os componentes auxiliares mais importantes em qual-quer sistema de refrigerao ou climatizao. Eles esto localizados

estrategicamente antes do dispositivo de expanso, pois o dispositivo oponto de menor dimetro do sistema e onde pode haver obstruo (entu-pimento). A finalidade dos filtros desidratantes a de reter as im purezascontidas no interior do circuito frigorgeno e absorver a umida de deacordo com o tipo de filtro desidratante. Cada filtro possui uma capa-cidade higroscpica diferente, a qual se refere absor o de umidade(consulte o fabricante). Nesses filtros dever ser obedecida a posioquanto colocao. A figura 4.1 mostra um filtro em corte e a figura 4.2,um recarregvel.

Figura 4.1

59


55/221

4.2 Visor de Lquido

So componentes que num sistema de refrigerao, principalmenteem mquinas de mdio e grande portes, desempenham um importantetrabalho: a visualizao da passagem do lquido na linha de lquido a altapresso, alm de permitir, em alguns casos, a constatao de umidadeno sistema.

O visor de lquido serve para indicar falta de lquido na vlvula deexpanso termosttica. Bolhas de vapor no visor indicam, por exemplo,falta de carga, sub-resfriamento baixo ou obstruo parcial do filtrosecador.

4.2.1 Visor com Indicador de Umidade

O visor est equipado com um indicador de cor que passa de verdepara amarelo quando o teor de umidade do refrigerante excede o valor

crtico. A indicao de cor reversvel, isto , a cor passa novamente deamarelo para verde quando a instalao est seca, por exemplo, reno-vando o secador de linha. Ao montar o secador da linha de lquido numaposio vertical, preciso certificar-se de que a entrada ficar em cima ea sada, embaixo. Desta maneira, haver sempre lquido refrigerante nofiltro, de modo que a capacidade de secagem utilizada da melhormaneira possvel.

60 CAPTULO 4

Figura 4.2 Substituio do cartucho.


56/221

4.3 Vlvula de Reteno

So dispositivos que permitem a passagem do fluido refrigerantesomente no sentido da seta de indicao. uma vlvula unidirecional.

4.4 Vlvula Solenide da Linha de Lquido

A vlvula solenide uma vlvula eletromagntica servocoman-dada. Se a bobina recebe corrente, abre-se o orifcio piloto. Esse orifciotem uma seo de passagem superior do conjunto de todos os orifciosde equalizao de presso. A presso sobre o diafragma reduzida porescape, atravs do orifcio piloto para a sada da vlvula, e o diagrama levantado pelo aumento da presso de entrada no lado inferior. Quandoa bobina no recebe corrente, o orifcio piloto est fechado e o diafragma empurrado de encontro sede da vlvula, porque a presso sobe odiafragma e aumenta os orifcios de equalizao de presso.

Componentes Auxiliares de Proteo e Controle 61

Figura 4.3

Figura 4.4 Vlvula de reteno com rosca.


57/221

Esse tipo de vlvula geralmente instalado na linha de lquido parareteno de fluido refrigerante, quando estiver desenergizada. A

figura 4.6 mostra a solenide fechada e a figura 4.7, esta abrindo.

62 CAPTULO 4

Figura 4.5 Vlvula solenide.

Figura 4.6 Solenide fechada.

Figura 4.7 Solenide abrindo.


58/221

4.5 Vlvula de Servio

Estas vlvulas so utilizadas para executar servios de medies depresso, evacuao e carga de fluido refrigerante. A vlvula de serviopode ser aberta e fechada com o uso de uma chave catraca (figura 4.9). Oconjunto Manifold est detalhado no captulo 12.

De acordo com a figura 4.8, quando se gira a haste da vlvulatoda para cima, fecha-se a leitura da presso para o manmetro do con-junto Manifold (fechado para servio). Quando se gira a haste davlvula toda para baixo, fecha-se a passagem do fluido refrigerante (fe-chado para o sistema).

A posio apresentada na figura 4.8 mostra a abertura da vlvula deservio e a instalao de um conjunto Manifold para verificar a pressode suco do motocompressor, ou seja, aberto para servio e sistema. Oconjunto Manifold est detalhado no captulo 12.


Figura 4.8 Vlvula de servio na suco.

Figura 4.9 Chave catraca para abrir e fechar a vlvula de servio.


59/221

4.6 Vlvula do Tipo Schrader

Esta vlvula utiliza o princpio das vlvulas de ar usadas nascmaras de pneus de carros, motos ou bicicletas e semelhante a estas.Deve possuir uma tampa para assegurar um funcionamento prova devazamento.

Com as vlvulas Schrader, pode-se verificar as presses do siste-ma e recarreg-lo sem alterar o funcionamento do motocompressor.Para abrir a vlvula, necessrio utilizar o lado da mangueira do con-junto Manifold que possua um pino central para empurrar o pino davlvula.

4.7 Vlvula ou Registro Manual

Esta vlvula utilizada de modo que se possa isolar partes docircuito frigorgeno para reparos ou manuteno. fechada ao sergirada no sentido horrio e aberta, no anti-horrio.

64 CAPTULO 4

Figura 4.10 Vlvula Schrader.


60/221

4.8 Vlvula de Segurana do Tipo Plugue Fusvel

Nos circuitos frigorgenos, durante paralisaes, incndios ou altastemperaturas causadas por falhas nos controles eltricos, podero ocor-rer danos ao sistema ou mesmo uma exploso, em virtude do aumentode presso. Para a mxima segurana da instalao, deve-se montar notanque de lquido ou no condensador a vlvula de alvio do tipo pluguefusvel PSA ou PSB.

Quando a temperatura ultrapassar a prefixada, o ncleo do pluguefundir (derreter), deixando fluir o fluido refrigerante e evitando,assim, danos instalao PSA (70C a 77C) ou PSB (93C a 98C).

4.9 Vlvula de Segurana do Tipo Alvio

utilizada em qualquer vaso de presso, mas o limite prefixado depresso no deve ser excedido, pois poderiam ocorrer srios danos aosistema, como, por exemplo, uma exploso.

Nos circuitos frigorgenos, a vlvula de segurana dever serinstala da no tanque de lquido ou no condensador a gua.

Nessa vlvula constituda basicamente de um corpo, onde esto alo-jados um pisto com assento de neoprene, mola e parafuso de regu-lagem, atuam, de um lado, a presso do recipiente onde a vlvula estinstalada e, do outro, as presses atmosfricas e de uma mola, cujatenso calibrada por meio do parafuso de regulagem, para o valordesejado.

Quando a presso ultrapassar o limite prefixado no condensador outanque de lquido, a vlvula abrir, deixando fluir o fluido refrigeranteat a normalizao, quando, ento, voltar a fechar.


Figura 4.11 Plugue fusvel em corte.


61/221

esta a sua grande vantagem sobre os plugues fusveis. Quando osplugues se abrem, deixam fluir todo o fluido refrigerante, devendo, por

isso, ser substitudos.Veja na figura 4.12 que uma vlvula possui rosca e, por segurana,deve-se canalizar essa sada para fora da casa de mquinas do equi-pamento.

4.10 Acumulador de Suco

O acumulador de suco exerce as mesmas funes que o acumu-lador de lquido ou o separador de lquido, ou seja, evitar que o fluidorefrigerante lquido que no evaporou no evaporador seja succionadopelo motocompressor. Veja na figura 4.13 que a linha de suco separada no interior do acumulador.

66 CAPTULO 4

Figura 4.12 Vlvulas de alvio.

Figura 4.13 Separador de lquido.


62/221

Os equipamentos que mais utilizam esse tipo de componente auxi-liar (acessrio) so os de refrigerao (freezers, cmaras e balces fri-

gorficos) em virtude de as temperaturas de evaporao serem muitobaixas.

4.11 Intercambiador de Calor

Basicamente exerce a mesma funo que o acumulador de suco:evitar que o fluido refrigerante lquido que no evaporou no evaporador

seja succionado pelo motocompressor. Isso ocorre porque a linha delquido transfere energia (calor) para a linha de suco; se na sucoestiver passando fluido refrigerante lquido, isso ir evapor-lo. Osequipamentos para climatizao (ar-condicionado) no utilizam esseacessrio. Assim como os acumuladores de suco, os que mais utilizamesse tipo de componente auxiliar (acessrio) so os equipamentos derefrigerao (freezers, cmaras e balces frigorficos) em virtude de astemperaturas de evaporao serem muito baixas.

4.12 Separador de leo

Como mostrado na figura 4.15, esse separador promove o retornode leo para o crter do motocompressor. Isso evita que o leo v paratodo o circuito. No interior do separador, h uma bia que s abre oretorno quando o nvel de leo sobe; deve-se abastecer o separador comleo antes de instal-lo. A quantidade de leo depende da capacidade dosistema, devendo-se consultar o fabricante do equipamento. Equipa -mentos de climatizao (ar-condicionado) no utilizam esse tipo de com-ponente (acessrio), apenas sistemas de resfriamento ou congelamento,ou seja, sistemas de refrigerao que possuem problemas crticos deretorno de leo.


Figura 4.14 Intercambiador de calor.


63/221

4.13 Tanque de Lquido

Como est ilustrado na figura 4.16, o tanque de lquido localiza-seimediatamente na sada do condensador, por ser um componenteauxiliar (acessrio) importante. Caso se deseje realizar uma manutenoem todo o circuito frigorgeno, o tanque de lquido tem capacidade dearmazenar todo o fluido refrigerante do circuito; alm disso, se houveruma deficincia momentnea de condensao, o tanque de lquidomanter a linha de lquido totalmente preenchida de lquido.

68 CAPTULO 4

Figura 4.15 Separador de leo.


64/221

4.14 Tubo Flexvel

Estes tubos podem ser utilizados nas linhas de suco e descargacom o objetivo de evitar a transmisso de vibrao do motocompressorpara todo o equipamento.


Figura 4.16 Tanque de lquido.

Figura 4.17 Tubo flexvel.


65/221

4.15 Pressostatos Eletromecnicos

So dispositivos de proteo. O pressostato de baixa utilizadotambm como controle. Se a presso de suco do compressor cair eatingir o limite mnimo permitido, o pressostato de baixa desliga o motoreltrico do compressor. Se a presso de descarga do compressor subir eatingir o limite mximo permitido, o pressostato de alta desliga o motoreltrico do compressor. A figura 4.18 mostra um pressostato de alta ebaixa (PAB) conjugado e regulvel, mas os pressostatos podem virseparados, sendo regulveis ou no regulveis.

Os pressostatos no regulveis so chamados de pr-calibrados ouminiaturizados. Os ajustes de desarme e rearme so efetuados pelofabricante do equipamento, no possibilitando ajustes durante a manu-teno. No caso de defeito desse tipo de pressostato, pode-se adaptar osregulveis como o mostrado na figura 4.18. A regulagem do PAB serexemplificada na figura 4.19.

De acordo com a figura 4.19, h:

Ponteiro 1 Escala do rearme do pressostato de baixa. A regulagem feita no parafuso de ajuste do rearme mostrado na figura 4.18.

Ponteiro 2 Escala do diferencial do pressostato de baixa. A regula-gem feita no parafuso de ajuste do diferencial mostrado na figu-

ra 4.18.

70 CAPTULO 4

Figura 4.18 Pressostato de alta e baixa regulvel.


66/221

Ponteiro 3 Escala do desarme do pressostato de alta. A regulagem feita no parafuso de ajuste do desarme mostrado na figura 4.18.

O valor do desarme por alta presso regulado diretamente naescala do pressostato de alta; o ponteiro 3 mostra esse valor. O rearme manual por meio do boto 4. Alguns pressostatos de alta possuem o rear-me automtico, mas isso no muito aconselhvel, visto que se houvedesarme por alta presso, deve-se forar o mecnico, tcnico ou enge-nheiro a verificar o problema.

O pressostato de baixa possui duas escalas, a de rearme (ponteiro 1)e a do diferencial (ponteiro 2). O pressostato de baixa no possui umaescala em que se regula diretamente o desarme como no pressostato dealta. O valor do desarme por baixa a diferena entre o valor reguladono rearme e o valor regulado no diferencial.


Figura 4.19 Pressostato de alta e baixa regulvel.


67/221

Exemplo de regulagem de um PAB:

Presso de suco do compressor de uma central de condicionamen to

de ar = 65 PSIg. Presso de descarga do compressor de uma central de condiciona-

mento de ar = 250 PSIg.

Valor do desarme regulado na escala do pressostato de alta(ponteiro 3) = 300 PSIg.

Se a presso de descarga do compressor atingir o valor de 300 PSIg,os contatos eltricos do pressostato iro se abrir, desligando, assim, omotor eltrico do compressor.

Para regular um valor de 40 PSIg de desarme por baixa, pode-seregular (ponteiro 1) o rearme para 70 PSIg e um diferencial (ponteiro 2)para 30 PSIg (70 - 30 = 40).

Se a presso de suco do compressor atingir o valor de 40 PSIg, oscontatos eltricos do pressostato iro se abrir, desligando o motor eltri -co do compressor. Se a presso subir at 70 PSIg, os contatos eltricosdo pressostato iro se fechar, ligando o motor eltrico do compressor.

Alm de monitorar as presses de suco e descarga do moto -compressor de um equipamento, pode-se monitorar tambm a situaoda lubrificao do leo quando o compressor utiliza uma bomba de leo.

Os motocompressores hermticos (captulo 3), independentementedo tamanho e da capacidade, e os compressores abertos de pequeno emdio portes possuem uma lubrificao do tipo por salpico, sem o usode uma bomba de leo.

J os compressores abertos de grande porte e os motocompressoressemi-hermticos realizam lubrificao forada com o uso de uma bombade leo.

O fabricante do compressor deve ser consultado para saber o valormnimo da presso do leo; a presso do leo deve ser superior aovalor mnimo para evitar travamento ou desgastes por defi cincia delubrificao.

A presso do leo a diferena entre a presso de descarga(HP) e a presso de suco (LP) da bomba de leo. Exemplo, se apresso de suco da bomba de leo for 60 PSIg e a presso de descargadesta for 110 PSIg, a presso do leo ser igual a 50 PSIg.

Com o uso de um pressostato de leo, este desligar o motoreltrico do compressor caso a presso do leo atinja o valor mnimorecomendado pelo fabricante do compressor.

72 CAPTULO 4


68/221

O pressostato de leo contm um mecanismo temporizador,acionado pelo aquecimento (um resistor). Quando a presso do leo igual ou menor que o valor regulado no pressostato (valor recomendadopelo fabri cante), o mecanismo temporizador acionado. Se a pressonormal de leo no se normalizar dentro do perodo de atraso (ex.:120 segundos), o temporizador far com que os contatos que desligam o

comando do motor eltrico do compressor se abram.O mecanismo temporizador d bomba de leo tempo tanto paradesen volver a presso normal de operao do leo quando da partidacomo para normalizar a presso do leo se esta tiver sido interrompidatemporariamente durante a operao normal do compressor. Na fi-gura 4.21, v-se que a diferena de presso medida por foles opostos.

A presso de descarga da bomba de leo sentida por um fole,enquanto a presso de suco sentida pelo outro. Como j men-cionado, a diferena a presso do leo.


Figura 4.20 Esquema de uma bomba de leo com o pressostato de leo.


69/221

74 CAPTULO 4

Figura 4.21 Pressostato de leo.

Figura 4.22 Exemplo da ligao interna de um pressostato de leo.


70/221

Quando h deficincia de lubrificao, o pressostato de leo nodes liga o motor do compressor imediatamente. O pressostato liga o

tempo rizador (resistor) que se aquece e, durante cerca de 120 segundos,por exemplo, se a presso de leo no se normalizar, a, sim, umbimetlico que se aqueceu com o resistor ir empurrar os contatos queestavam mantendo o motor do compressor ligado, ou seja, os contatos seabrem porque o temporizador (resistor) permaneceu os 120 segundosenergizado.

Como a bomba de leo succiona (puxa) o leo do crter do com-pressor e como o crter dos compressores abertos e semi-hermticos suco, as presses de suco do compressor e da bomba de leo so

iguais. incorreto afirmar tecnicamente que a presso de descarga dabomba de leo a presso do leo. A presso do leo um diferencial(P).

LP Low pressure(baixa presso).

HP High pressure(alta presso).

4.16 TermostatosOs termostatos eletrnicos ou termomecnicos tm a funo de

manter uma temperatura ambiente mdia preestabelecida, seja pararefrigerao ou climatizao (ar condicionado).

Quando a temperatura no bulbo sensor atinge o valor mnimo, otermostato abre seus contatos eltricos desligando, assim, o contato docomando do motor eltrico do compressor, ou em alguns equipamentosde refrigerao (cmaras frigorficas), em que o termostato no desliga

diretamente o motor do compressor, desligando, sim, a vlvula solenideda linha de lquido, ocorrero recolhimento do fluido refrigerante ereduo da presso de suco. Com essa reduo, o motor docompressor ser desligado pelo pressostato de baixa. Havendo qualquerobstruo na linha de lquido, que a linha que liga a sada do conden-sador ao dispositivo de expanso, ocorrer desarme por baixa.



71/221

Um termostato termomecnico basicamente funciona em virtudeda ao da presso do gs que pressiona o diafragma (fole). A presso dogs do bulbo sensor se eleva quando a temperatura do ar ambiente no

bulbo sensor aumenta e, ento, o contato mvel 1 (figura 4.24) encostano contato fixo 2 e o contato mvel movimentado pelo diafragma. Apresso do gs do bulbo sensor decresce quando a temperatura do arambiente no bulbo sensor tambm diminui e, ento, o contato mvel 1(figura 4.24) se afasta do contato fixo 2 (abrindo os contatos).

Os termostatos so termomecnicos e o custo desses dispositivos menor que o dos dispositivos eletrnicos, como o termostato da figura4.25 e os sensores eletrnicos mostrados no final do captulo 7.

A vantagem de um controle digital consiste na maior preciso no

liga/desliga; o circuito eletrnico contido no interior de um termostatodigital (figura 4.25) recebe a informao da temperatura ambiente pormeio de um sensor.

76 CAPTULO 4

Figura 4.23 Termostato termomecnico.


72/221


Figura 4.25 Termostato digital eletrnico.

Figura 4.24 Termostato termomecnico em corte.


73/221

CAPTULO 5

Refrigerao Comercial

Este captulo traz uma abordagem bsica dos equipamentos dalinha de refrigerao comercial, sendo extremamente importante a con-sulta dos catlogos tcnicos dos fabricantes de evaporadores e unidadesconden sadoras. Esses catlogos mostram detalhes de instalao, dimen -sionamento de linhas de suco e lquido, esquemas eltricos, seleo deVET, montagem dos tubos etc.

5.1 Cmaras Frigorficas

As cmaras so ambientes usados geralmente para armazenargrandes quantidades de alimentos ou produtos qumicos, podendo serdenominadas grandesfreezers. So muito utilizadas em supermercados,hotis, restaurantes, aougues, indstrias etc. Conforme as necessida-

des, so fabricadas em alvenaria ou em painis pr-moldados. Podemser fixas ou desmontveis (figura 5.2).De acordo com o produto, a estocagem e as temperaturas de

conservao (armazenagem), a cmara pode possuir antecmara oucortina de ar; as temperaturas de conservao definiro se umacmara de resfriados ou uma cmara de congelados. O item 5.1.5 destecaptulo demonstra o funcionamento de um sistema atendendo a essesdois tipos de cmara.

79


74/221

As necessidades da antecmara devem-se a dois fatores impor-tantes:

Evitar a entrada de calor externo conduzido pelo ar exterior. Obter uma temperatura mdia entre as temperaturas da cmara e do

ar externo.

80 CAPTULO 5

Figura 5.1 Cmara frigorfica ou cmara fria.

Figura 5.2 Cmara frigorfica pr-moldada.


75/221

5.1.1 Aproveitamento Total da Cmara Frigorfica

A porta no pode ficar abertaCom a entrada e a sada de funcionrios, a porta da cmara

permanece aberta durante muito tempo. E h, tambm, aqueles que seesquecem de fech-la.

Deve-se respeitar a dimenso para armazenamentoAlguns usurios colocam mais carga do que a capacidade per-

mitida. O resultado pode ser desde produto estragado at danificao doequipamento. Alm de dimensionar a cmara de acordo com a neces-sidade, preciso respeitar o limite de armazenamento.

Deve haver espaamento entre os produtoss vezes, para ganhar espao, o usurio lota a cmara, esquecendo

que os produtos no podem ficar encostados.

Refrigerao Comercial 81

Figura 5.3 Circuito frigorgeno de uma cmara frigorfica.


76/221

Deve-se utilizar prateleirasA organizao do espao interno da cmara pode significar econo-

mia, alm de agilidade no servio.Deve-se sempre verificar se os trincos esto funcionando bem

No basta encostar a porta; cheque se realmente est trancada.

A gacheta (borracha da porta) tem que ter flexibilidade para preservar avedao

A cmara deve ser lavada e estar sempre secaO usurio brasileiro no tem o hbito de lavar a cmara e, quando o

faz, no a seca corretamente.No se deve misturar produtos

Carnes devem estar separadas de frutas. Os produtos tm neces-sidades trmicas diferentes.

Deve-se respeitar o objetivo inicial da cmaraUma instalao projetada para carne no pode ser utilizada para

verduras.

5.1.2 Evaporadores

Como visto no captulo 1, o evaporador retira calor do ar interno etransfere-o para o fluido refrigerante. O fluido refrigerante recebe(retira) calor do ar que est no interior da cmara frigorfica e, com isso,os produtos ou alimentos sero resfriados ou congelados por estaremcedendo calor ao ar interno.

82 CAPTULO 5

Figura 5.4 Evaporador de teto.


77/221

5.1.3 Unidades Condensadoras

Unidade condensadora um termo tcnico para definir uma unida-de que contm juntos o compressor e o condensador do circuito frigo-rgeno.

As unidades condensadoras das figuras 5.7 e 5.8 possuem moto-

compressor hermtico e so as mais adequadas para montagem emcmaras ou balces frigorficos. Existem unidades que possuem com-pressor aberto e, nesse caso, o motor eltrico move o compressor com oauxlio de uma correia. O nmero de defeitos nesse tipo de unidades,como folga na correia e vazamento no compressor, muito superior aodos motocompressores hermticos.


Figura 5.5 Evaporador de parede.

Figura 5.6 Evaporador de teto.


78/221

84 CAPTULO 5

Figura 5.8 Principais componentes de uma unidade condensadora.

Figura 5.9 Instalao incorreta.

Figura 5.7 Unidade condensadora.


79/221

A instalao das unidades condensadoras deve ser feita em: piso nivelado;

ambiente limpo; local onde no exista nada que possa comprometer a circulao do ar

pelo condensador e com espao suficiente para manuteno (con-sertos).

Depois de definidos os equipamentos a serem utilizados, consulteos fabricantes destes quanto demanda de carga trmica. Em relaoaos compressores unitrios, no em paralelos, existem disponveis nomercado unidades condensadoras com compressores hermticos de

HP a 10 HP, com semi-hermtico de HP a 12 HP.H trs faixas de temperaturas de evaporao na refrigerao co-mercial: Baixa temperatura para congelados (-40C a -20C).

Mdia temperatura para resfriados (-15C a -10C).

Alta temperatura para resfriados (-5C a +2C).

As aplicaes das unidades condensadoras esto divididas de acor-do com o tipo do motocompressor: Motocompressor hermtico Aplicado aos regimes de baixas, mdias

e altas temperaturas.

Motocompressor semi-hermtico Aplicado aos regimes de congela-dos, mdias e altas temperaturas.

Motocompressor hermtico Scroll Aplicados aos regimes decongela dos, mdias e altas temperaturas.

Como visto anteriormente, a escolha do local de instalao das uni -da des condensadoras (figuras 5.10, 5.11 e 5.12) deve ser criteriosa, pois olocal um dos grandes responsveis pelo funcionamento inadequado de

uma instalao.O mecnico ou tcnico em refrigerao o responsvel direto pela

realizao dessa anlise.Sabe-se que toda energia retirada na forma de calor dos alimentos

dentro das cmaras, dos balces frigorficos, dosfreezersetc., adicionadaao calor injetado pelo compressor, ser rejeitada no condensador. Paraque essa rejeio (eliminao) de calor ocorra bem indispensvel oespao para a ventilao, entrada e sada de ar com qualidade e quan-tidade suficientes para que o condensador consiga executar essa troca

de calor.



80/221

86 CAPTULO 5

Figura 5.10 Instalao correta com o auxlio de um motoventilador.

Figura 5.11 Instalao correta com o auxlio de um motoventilador.

Figura 5.12 Instalao correta.


81/221

5.1.4 Tubulaes

fundamental que o tcnico em refrigerao esteja ciente de quetodo motocompressor envia leo e fluido refrigerante para o circuito.Essa quantidade de leo variar em funo das condies de trabalho domotocompressor, porm o retorno desse leo para o motocompressor de inteira responsabilidade do projeto da instalao. Dimetros detubulaes muito grandes provocam velocidades baixas e acmulode leo nas linhas. Dimetros de tubulaes muito pequenos geram altasvelocidades, provocando rudos, possveis desgastes prema turos emsedes de vlvulas, vibraes excessivas e perda de potncia no com-

pressor.O mecnico ou tcnico deve praticar as soldas dos tubos com umfluxo de nitrognio ou outro gs inerte no inflamvel, a fim de expulsaro oxignio do interior da tubulao, evitando a formao de xido cupro-so, que um srio contaminante do sistema. Para a limpeza dos tubos,pode ser utilizado o mesmo fluido refrigerante do equipamento (cap-tulo 10).

Para assegurar uma boa distribuio do fluido refrigerante lquidonos evaporadores e evitar o retorno do lquido ao motocompressor necessrio, alm do selecionamento correto da VET, utilizar o recursodo prolongamento da tubulao com o sifo invertido, que impedir aida do lquido para o motocompressor.


Figura 5.13


82/221

Quando o evaporador ou evaporadores estiver(em) localizado(s)acima do motocompressor, um sifo invertido dever ser usado a fim de

evitar a migrao de fluido refrigerante lquido ao motocompressor nosmomentos de parada. A utilizao de um acumulador de suco vivelnessas situaes.

Nas tubulaes de descargas verticais para cima (figura 5.15), tam-bm deve ser previsto o sifo invertido, para evitar o escorrimento deleo ou lquido condensado sobre o cabeote do motocompressor, poiseste no dar partida inundado de leo e fluido. Outro recurso o uso davlvula de reteno na descarga, cujo funcionamento foi descrito nocaptulo 4.

Todos os detalhes do item 5.1.4 sobre instalaes de tubulaes nose resumem apenas aos equipamentos de refrigerao, podendo-se usaressas recomendaes tambm em equipamentos de climatizao(ar-con dicionado) que sero vistos no captulo 6.

88 CAPTULO 5

Figura 5.14


83/221

O dimetro das conexes das unidades condensadoras e dosevaporadores no poder servir de parmetro para o selecionamentodos dimetros do restante do circuito frigorgeno. Para o seleciona-mento correto das tubulaes, deve-se seguir as tabelas de fabricantesconhecidos, como Danfos e McQuay. Algumas dessas tabelas estoanexas no final do livro.

Em instalaes onde o motocompressor est posicionado acima doevaporador (figura 5.17) necessria a instalao do sifo a cada 3metros, com o objetivo de auxiliar o arraste do leo de volta aomotocompressor. Veja na figura 5.16 que o sifo promove o arraste doleo mediante a reduo do dimetro do tubo provocada pela presenado leo; com isso, a velocidade do fluido refrigerante no sifo aumentar,provocando o arraste do leo.


Figura 5.15

Figura 5.16


84/221

Nas instalaes que funcionam com temperatura de evaporaoabaixo de -15C, faz-se necessria a instalao de um separador de leona descarga do motocompressor, isto porque a miscibilidade do fluido

refrigerante com o leo diminui consideravelmente com a queda da tem-peratura.

90 CAPTULO 5

Figura 5.17

Figura 5.18


85/221

5.1.5 Exemplo do Funcionamento de uma Cmara Frigorfica

A figura 5.19 representa um sistema de refrigerao composto decmara de congelados e cmara de resfriados com componentes damarca Danfos.

H o evaporador da cmara de resfriados B, um motocompressor C,um condensador D e um tanque de lquido E. O fluido refrigerante che-ga s vlvulas de expanso termostticas TE, passando pelo filtro seca-dor DX e o visor de lquido com indicador de umidade SGI. Antes decada vlvula de expanso termosttica TE, encontram-se as vlvulassole nide EVR, controladas pelos termostatos KP 61. Os termostatos

controlam a abertura e o fechamento das vlvulas solenides, de acordocom a temperatura no sensor F do termostato, montado em cada cmarafrigorfica.

Uma vlvula de reteno NVR est montada na linha de suco doevaporador da cmara de congelados A. Essa vlvula evita o retorno defluido refrigerante para o evaporador da cmara de congelados duranteos perodos de parada do motocompressor.

Um regulador de presso KVP est montado na linha de suco doevaporador da cmara de resfriados. O regulador KVP mantm umapresso de evaporao constante, correspondente temperatura reque-rida na cmara de resfriados. O captulo 13 apresentar essa relaoquando se mencionar a carga de fluido numa cmara frigorfica.

O regulador de presso e suco KVL, montado antes do moto-compressor, protege o seu motor contra sobrecargas que podem ocorrerdurante as partidas.

O pressostato de leo MP promove a parada do motocompressor sea presso do leo atingir um valor abaixo do especificado neste. Ocaptulo 4 demonstrou detalhadamente o funcionamento de um pres-sostato de leo. O PAB KP 15 protege o motocompressor quando aspresses de suco e descarga estiverem fora dos valores recomendadospelo fabricante do motocompressor. O captulo 4 apresentou o funciona-mento e a regulagem de um PAB.

importante que, sob quaisquer condies, haja presso suficientena linha de lquido (linha que liga o condensador s VETs) para ali-mentar as vlvulas de expanso. Para manter tal presso, essa instalaoilustrada na figura 5.19 possui um regulador de presso de condensaoKVR e uma vlvula de presso diferencial NRD.

Alm dos acessrios mostrados no captulo 4, sero citados outroscomo as vlvulas KVP, KVL, NRD e KVR.



86/221

De acordo com a figura 5.19, se o diferencial dos evaporadores Tfor igual a 6C, o fluido refrigerante ter uma temperatura de evapora-o na cmara de resfriados igual a -1C, em virtude de a temperaturainterna ser +5C. E a temperatura de evaporao na cmara de congela-dos ser -26C, em virtude de a temperatura interna ser -20C.

A figura 5.20 ilustra outro circuito frigorgeno de uma cmara fria,onde:

VR Vlvula de reteno VAT Vlvula tanqueS-10 Vlvula de segurana EVS Vlvula solenideFD/ST Filtro secador VU Visor de lquido com

indicador de umidadeRD/TRF Registro IC Intercambiador de calorTADX Vlvula de expanso TF TermostatoTermosttica com equalizaoexternaLS Acumulador de suco SO Separador de leoPO Pressostato de leo VSE Vlvula de servio

D Distribuidor de lquido PAB Pressostato de alta e baixa

92 CAPTULO 5

Figura 5.19


87/221


Figura 5.20 Circuito frigorgeno de uma cmara fria.


88/221

5.1.6 UnidadesPlug-In

As unidades do tipoplug-inrenem o evaporador, o compressor, odispositivo de expanso e o condensador juntos dentro do gabinete daunidade, ou seja, um circuito frigorgeno completo pr-montado eajustado, necessitando apenas de uma abertura em uma das paredeslaterais da cmara frigorfica e da instalao de alimentao eltrica; oscontroles de temperatura, de degelo (descongelamento) e pressestambm j esto contidos noplug-in.

94 CAPTULO 5

Figura 5.21 Plug-in.

Figura 5.22 Vista laretal doplug-ininstalado.


89/221

5.1.7 Controles Digitais

As cmaras e balces frigorficos podem ter uma maior preciso nocontrole da temperatura, da umidade e do descongelamento (degelo) dosevaporadores de congelados. A figura 5.24, por exemplo, mostra doismodelos de controladores de temperatura e umidade.


Figura 5.23 Plug-ininstalado.

Figura 5.24 Controladores digitais.


90/221

5.2 Balces e Expositores Frigorficos

Os balces e expositores frigorficos podem ser independentes eusar uma unidade condensadora como a apresentada na figura 5.26 oupertencer a um sistema de balces chamado ilhas. Os balces e exposi-tores independentes so mais encontrados em pequenos estabeleci-mentos comerciais, j as ilhas so um conceito de sistema de refrige-rao utilizado em um grande supermercado.

Nos grandes supermercados, h uma central de refrigerao (fi-gura 5.27) que coleta o fluido refrigerante vapor do evaporador de todosos balces e expositores e envia o fluido refrigerante lquido dos con-densadores da central para todos os dispositivos de expanso dos bal-ces e expositores. Nesse tipo de sistema quem retira calor dos ali-mentos o prprio fluido refrigerante.

Existem outros sistemas de refrigerao para supermercados, emque o evaporador do circuito frigorgeno da central de refrigeraoresfria um fluido e este bombeado para as serpentinas dos balces eexpositores. Nesse caso quem retira calor dos alimentos nos balcese expositores o fluido (etilenoglicol), que cede calor ao fluido refri -gerante que est no evaporador da central de refrigerao.

96 CAPTULO 5

Figura 5.25 Balco frigorfico.


91/221


Figura 5.27 Grupo de motocompressores de uma central de refrigerao.

Figura 5.26 Unidade condensadora.


92/221

5.3 Racks com Compressores em Paralelo

Em grandes sistemas de refrigerao comercial, o termo "Rack" muito comum e faz referncia a um grupo de compressores de umsistema de Congelados ou de Resfriados.

As figuras a seguir mostram modelos de Racks utilizados emgrandes instalaes de Hipermercados e Supermercados.

98 CAPTULO 5

Figura 5.28 Expositor frigorfico.

Figura 5.29 Balco frigorfico.


93/221

5.4 Fabricador de Gelo Comercial

Existem vrios tipos, tamanhos e modelos de fabricadores de gelo,que so basicamente alimentados com gua. O controle dessa gua deentrada feito por uma vlvula solenide e essa gua bombeada para aparte externa do evaporador, com o objetivo de gerar os cubos de gelo(figura 5.31). O fabricador mostrado na figura 5.30 popularmentechamado de DropsGelo, sendo muito utilizado em restaurantes, bares,

supermercados etc.


Figura 5.30 Racks com Compressores em Paralelo.




94/221

100 CAPTULO 5

Figura 5.33 Fabricador de gelo comercial.

Figura 5.34 Detalhes do evaporador e dos cubos de gelo.


95/221

CAPTULO 6

Condicionadores de Ar

Este captulo enfocar condicionadores de ar comerciais, sendoextremamente importante a consulta dos catlogos tcnicos dos fabri-cantes desses aparelhos. Esses catlogos apresentam detalhes de ins-talao, dimensionamento de linhas de suco, descarga e lquido,esquemas eltricos, montagem dos tubos etc.

Condicionar significa impor condies. Um aparelho pode deter-

minar as condies do ar de um respectivo ambiente, como resfriamentoou aquecimento, desumidificao ou umidificao, filtragem etc. Essear um ar condicionado e o aparelho o condicionador de ar.

O condicionador de ar que instalado em paredes ou janelas noser tratado nesse livro, e, sim, no livro Refrigerao e climatizaoresidencial.

6.1 Condicionador de Ar Self Contained

Um modelo de condicionador de ar central do tipo Self Contained apresentado na figura 6.1. O Self pode climatizar um ou mais ambientes,como o caso do Self da figura 6.1. Este possui uma caixa plenumqueinsufla o ar condicionado diretamente no ambiente.

A figura 6.3 mostra um desenho em vista lateral de um Self comcondensao a ar incorporado.

101


96/221

102 CAPTULO 6

Figura 6.1

Caixaplenum

Condensadorincorporado

Figura 6.2 Rede de dutos para distribuio do ar condicionado.


97/221

Self Contained (auto-suficiente) um aparelho compacto prepa-rado para condicionar o ar, isto , filtrar, aquecer, refri gerar, umidificarou desumidificar o ar.

Os condicionadores de ar do tipo Self Contained podem ser for-necidos com condensadores resfriados a ar ou com condensao a gua.

Atendem, pois, a uma ampla gama de possibilidades de aplicao:

instalao em lojas, restaurante, centros de computao de dados, emedifcios industriais, em bancos, em grandes residncias etc. Podemtambm completar sistemas centrais de ar-condicionado.

O condicionador de ar do tipo Self Contained, com condensao dear, utiliza ventilador centrfugo (figura 6.4) para movimentar o ar entreas aletas do condensador. O ar exterior do ambiente, ao passar entre asaletas do condensador, retira o calor do fluido refrigerante no estado devapor. Este se condensa, passando do estado de vapor para o lquido.

Condicionadores de Ar 103

Figura 6.3


98/221

Os condicionadores de ar do tipo Self Contained podem ser insta-lados diretamente no recinto a receber o ar condicionado. O insuflamen-to de ar pode ser feito mediante o uso da caixaplenum.

A caixaplenum(figura 6.1) indicada quando o aparelho instala-do no ambiente a ser condicionado, proporcionando insuflamento dire todo ar.

Na caixaplenumencontra-se instalado o conjunto de aquecimento,mas este s deve ser utilizado nos casos em que preciso reduzir ondice de umidade relativa do ar ou simplesmente aquecer o ambiente.

104 CAPTULO 6

Figura 6.5 Ventilador centrfugo ou conjunto de ventilao.

Figura 6.4 Self Contained com condensao a ar incorporada.


99/221

O condicionador de ar do tipo Self Contained, com condensao agua, precisa de uma torre para resfri-la. Essa gua, ao passar pelo

condensador, retira o calor do fluido refrigerante.O fluido refrigerante, ao perder calor para a gua, condensa-se emuda o seu estado de vapor para o estado lquido.

A gua que sai do condensador, aquecida, movimentada (bom-beada) at a torre de resfriamento por uma bomba, para liberar o calorretirado do fluido refrigerante para o ar atmosfrico. Os condensadoresa gua podem ser do tipo Shell & Tube (Carcaa e Tubo), Placas ouTubo e Tubo. Esses condensadores foram apresentados no captulo 3.

A figura 6.7 e a figura 6.8 demonstram os cuidados e detalhes deuma instalao de um Self Contained com condensao a ar remota. indispensvel consultar os catlogos tcnicos dos fabricantes paraverificar as distncias mximas de instalao.


Figura 6.6 Self Contained.


100/221

Ateno: Nos condicionadores de ar do tipo Self Contained, omotocompressor est junto do evaporador na unidade evaporadora.Veremos no item 6.2 que o condicionador de ar que possui o motocom-pressor na unidade condensadora o Split System.

106 CAPTULO 6

Figura 6.7 Instalao de um Self Contained com condensao a ar remota.


101/221

A figura 6.9 representa um Self com um nico circuito frigorgenointernamente no gabinete. Na figura 6.10 esto representados dois cir-cui tos frigorgenos independentes que ficam juntos dentro de um nicogabinete do Self Contained.


Figura 6.8 Instalao de um Self Contained com condensao a ar remota.


102/221

108 CAPTULO 6

Figura 6.9 Circuito frigorgeno de um Self de 5 TR.

Figura 6.10 Circuitos frigorgenos de um Self de 15 TR.


103/221

6.2 Condicionador de Ar Separado ou Split System

Split system significa sistema separado, mas um condicionadorde ar s classificado de Split pelos fabricantes quando h uma unida decondensadora.

Como visto em refrigerao comercial (captulo 5), o conceito uni-dade condensadora um termo tcnico para definir uma unidade quecontm juntos o compressor e o condensador do circuito frigorgeno.Ento, um condicionador de ar, mesmo tendo separados o evaporador eo condensador, s poder ser chamado de Split se o equipamentopossuir, independentemente da capacidade trmica (BTU/h ou TR),uma unidade condensadora.

A figura 6.11 mostra uma unidade interna, que contm o evapo-rador e um motoventilador, e uma unidade externa, que a unidadecondensa dora. O dispositivo de expanso poder estar na unidade in -terna ou na unidade condensadora, dependendo do modelo do Split,pois a instala o do dispositivo de expanso ainda na unidade condensa-dora evita o barulho da expanso do fluido refrigerante lquido noevaporador da unidade interna, o que poderia provocar reclamaes dosusurios.

As figuras 6.12, 6.13 e 6.14 mostram os detalhes bsicos para ainstalao de um Split quando a unidade condensadora est acima da

Documents

Livro Refrigeracao Castro