Apostila Técnicas De Análise De Defeitos Em Refrigeração E Ar Condicionado Versao 2.docx 4u731z

TÉCNICAS DE ANÁLISE DE DEFEITOS EM REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO

José Rodrigues da Fonseca Segundo

TÉCNICAS DE ANÁLISE DE DEFEITOS EM REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO Programa SENAI de Capacitação de Docentes – PSCD ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA

NATAL - RN 2016

 2016. CTGAS-ER Qualquer parte desta obra poderá ser reproduzida, desde que citada à fonte. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS-ER Diretora Executiva Cândida Amália Aragão de Lima Diretor de Tecnologias Paulo Fernando Isabel Reis Unidade de Negócios de Educação – UNED Coordenadora Elenita dos Santos Elaboração José Rodrigues da Fonseca Segundo

Catalogação na fonte Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial | Petróleo Brasileiro S.A. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis Unidade de Difusão do Conhecimento

C397t Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis. Técnicas de análise de defeitos e ar condicionado / Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis, elaboração de José Rodrigues da Fonseca Segundo. – Natal: CTGAS-ER, 2016. 117 p. : il. 1. Refrigeração 2. Climatização. 3. Maquinaria – Manutenção preditiva. I. Título. II. Fonseca Segundo, José Rodrigues. CDU 521.56

CENTRO DE TECNOLOGIAS DO GÁS E ENERGIAS RENOVÁVEIS – CTGAS -ER AV: Cap. Mor Gouveia, 2770 – Lagoa Nova CEP: 59064-164 – Natal – RN Telefone: (84) 3204.8100 Fax: (84) 3204.8118 E-mail: [email protected] Site: www.ctgas.com.br

1 2

SUMÁRIO CICLO DE REFRIGERAÇÃO ..............................................................................1 CICLO PADRÃO DE COMPRESSÃO A VAPOR .........................................................2

2.1 2.2 2.3 2.4

OS PROCESSOS DESSE CICLO SÃO ..........................................................................................2 PROPRIEDADES DOS REFRIGERANTES ....................................................................................3 DESEMPENHO DE UM CICLO PADRÃO DE COMPRESSÃO A VAPOR ......................................4 EFEITO DE REFRIGERAÇÃO .....................................................................................................5

6.1 6.2 6.3

TUBO CAPILAR ......................................................................................................................10 VÁLVULA DE EXPANSÃO TERMOSTÁTICA ............................................................................11 VÁLVULAS DE EXPANSÃO ELETRÔNICAS ..............................................................................15

3 4 5 6

7

COEFICIENTE DE EFICÁCIA.............................................................................5 EVAPORADOR.............................................................................................7 CONDENSADOR ...........................................................................................8 DISPOSITIVOS DE EXPANSÃO ........................................................................ 10

COMPRESSOR ........................................................................................... 16

7.1 CLASSIFICAÇÃO .....................................................................................................................17 7.2 CLASSIFICAÇÃO QUANTO À MANEIRA DE REALIZAM A COMPRESSÃO DO FLUIDO REFRIGERANTE ..................................................................................................................................18 8 9

FILTROS SECADORES .................................................................................. 21 SEPARADOR DE ÓLEO ................................................................................. 22

9.1

DIFERENTES PRINCÍPIOS DE SEPARAÇÃO DE ÓLEO ..............................................................22

21.1

IMPUREZAS - FATOS .............................................................................................................31

37.1 37.2 37.3

CIRCUITO DE FORÇA .............................................................................................................46 CIRCUITO DE COMANDO COM CONTROLADOR DIGITAL .....................................................47 RÉGUA DE BORNES ...............................................................................................................48

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

VÁLVULAS DE RETENÇÃO ............................................................................ 23 RESERVATÓRIOS ....................................................................................... 24 VÁLVULAS DE SERVIÇOS DE SUCÇÃO E DESCARGA ............................................. 25 VÁLVULA (REGISTRO) DE ESFERA (GBC) .......................................................... 25 VISOR DE LÍQUIDO ..................................................................................... 26 VÁLVULAS SOLENÓIDES .............................................................................. 26 DISTRIBUIDOR DE LÍQUIDO .......................................................................... 27 TROCADOR DE CALOR – HE .......................................................................... 28 ACUMULADOR DA LINHA DE SUCÇÃO (separador de líquido) ................................ 28 AQUECEDOR DO CáRTER ............................................................................. 30 BRASAGEM DA TUBULAÇÃO ......................................................................... 31 LIMPEZA DO SISTEMA ................................................................................. 31

22 TESTE DE VAZAMENTOS NO SISTEMA ............................................................. 31 23 PROCEDIMENTO DE VÁCUO .......................................................................... 31 24 PROCEDIMENTO BÁSICO PARA CARGA DE REFRIGERANTE .................................... 32 25 PARTIDA DA UNIDADE CONDENSADORA .......................................................... 33 26 ACOMPANHAR NÍVEL DE ÓLEO ...................................................................... 34 27 PROBLEMAS ELÉTRICOS .............................................................................. 34 28 DICAS PARA A INSTALAÇÃO DO ATERRAMENTO NAS CÂMARAS FRIGORÍFICAS ........... 35 29 CIRCUITO DE REFRIGERAÇÃO (UNIDADE SELADA) COM EVAPORADOR COM DEGELO ELÉTRICO ......................................................................................................... 36 30 CIRCUITO DE REFRIGERAÇÃO COM DEGELO POR GÁS QUENTE .............................. 36 31 TEMPERATURA DE EVAPORAÇÃO .................................................................. 37 32 TEMPERATURA DE CONDENSAÇÃO ................................................................. 38 33 SUPERAQUECIMENTO ................................................................................. 38 34 SUBRESFRIAMENTO ................................................................................... 38 35 SUPERAQUECIMENTO ÚTIL – MEDINDO E CALCULANDO ....................................... 40 36 INSTALAÇÃO FRIGORÍFICA COM CONDENSAÇÃO A ÁGUA E COM TORRE DE RESFRIAMENTO .................................................................................................. 42 37 DIAGRAMAS ELÉTRICOS .............................................................................. 46

38 DIAGRAMA ELÉTRICO COM CONTROLADOR DIGITAL COM DOIS SENSORES DE TEMPERATURA ................................................................................................... 48 39 DIAGRAMA ELÉTRICO COM CONTROLADOR DIGITAL COM UM SENSOR DE TEMPERATURA49

40 41

CONTATORES (CHAVES MAGNÉTICAS) ............................................................ 51 RELÉS DE SOBRECARGA .............................................................................. 52

41.1 41.2 41.3 41.4

SIMBOLOGIA.........................................................................................................................53 FUNCIONAMENTO (RELÉ ELETROMECÂNICO) .....................................................................53 TESTE DE ACIONAMENTO.....................................................................................................54 AJUSTE DA CORRENTE DE ATUAÇÃO....................................................................................55

44.1 44.2 44.3 44.4 44.5 44.6 44.7 44.8

CARACTERÍSTICAS GERAIS ....................................................................................................56 CONTATOS ELÉTRICOS ..........................................................................................................56 DIAGRAMA S/ SINAL DE ALTA PRESSÃO ...............................................................................57 DIAGRAMA COM SINAL DE ALTA PRESSÃO .........................................................................57 TESTE MANUAL DE ATUAÇÃO DOS CONTATOS ELÉTRICOS .................................................57 ESCALAS/RÉGUAS DE AJUSTAGEM .......................................................................................58 AJUSTE DO PRESSOSTATO DE BAIXA PRESSÃO - LP (PARADA E RETORNO DA MÁQUINA) .58 AJUSTE DO PRESSOSTATO DE ALTA PRESSÃO – HP (PARADA E RETORNO DA MÁQUINA) .59

42 43 44

45 46

RELÉ SEQUENCIA DE FASES (RSF) .................................................................. 55 RELÉS DE FALTA E SEQUÊNCIA DE FASE .......................................................... 55 PRESSOSTATOS ........................................................................................ 56

CABOS ELÉTRICOS ..................................................................................... 59 DIAGRAMAS DE ACIONAMENTOS ELÉTRICOS APLICADOS ...................................... 60

46.1 PARTIDA DIRETA PARA MOTORES ELÉTRICOS TRIFÁSICOS – ACIONAMENTO POR INTERRUPTOR, CHAVE OU BOTÃO COM TRAVA ...............................................................................60 46.2 CARACTERÍSTICAS .................................................................................................................61 46.3 DIAGRAMA DE FORÇA ..........................................................................................................61 46.4 DIAGRAMA DE COMANDO ...................................................................................................61 46.5 FUNCIONAMENTO DA TAREFA .............................................................................................61 47 PARTIDA DIRETA PARA MOTORES ELÉTRICOS TRIFÁSICOS – ACIONAMENTO POR BOTÃO PULSADOR ........................................................................................................ 63

47.1 47.2

DIAGRAMA DE FORÇA E COMANDO ....................................................................................63 FUNCIONAMENTO DA TAREFA .............................................................................................64

49.1 49.2 49.3

DEGELO NATURAL ................................................................................................................67 DEGELO POR RESISTÊNCIAS..................................................................................................68 DEGELO POR GÁS QUENTE (VAPOR SUPERAQUECIDO) .......................................................68

50.1 50.2

DIAGRAMA ELÉTRICO DE COMANDO (DEGELO NATURAL) ..................................................70 CARACTERÍSTICAS DO COMANDO ........................................................................................70

48 DIAGRAMA DE COMANDO SIMPLES PARA EQUIPAMENTOS DE REFRIGERAÇÃO COM DEGELO NATURAL............................................................................................... 66 49 DEGELO (DEFROST) ................................................................................... 67

50

51

DIAGRAMA ELÉTRICO DE FORÇA (DEGELO NATURAL) ......................................... 69

FUNCIONAMENTO DA TAREFA ...................................................................... 71

51.1 DIAGRAMA DE FORÇA ..........................................................................................................71 51.2 DIAGRAMA DE COMANDO ...................................................................................................71 51.3 DIAGRAMA DE COMANDO SIMPLES PARA EQUIPAMENTOS DE REFRIGERAÇÃO COM “PUMP DOWN SYSTEM” E DEGELO POR RESISTÊNCIAS ................................................................................71 51.4 FUNCIONAMENTO DE UMA CÂMARA COM “PUMP DOWN SYSTEM” ................................71 51.5 CARACTERÍSTICAS DO COMANDO ........................................................................................72 52 53 54

DIAGRAMA DE FORÇA ................................................................................. 74 DIAGRAMA DE COMANDO ............................................................................ 75 SIMULADOR DE DEFEITOS – DEFEITOS MECÂNICOS ............................................. 76

EXERCÍCIO 1 .......................................................................................................................................80 ANEXOS ............................................................................................................ 82 55 RESISTÊNCIA ÔHMICA DOS SENSORES ............................................................. 88 56 SISTEMA DE CONTROLE SPLIT HI WALL INVERTER ............................................. 89

56.1 56.2 57

FUNÇÕES BÁSICAS ................................................................................................................91 OPERAÇÃO FORÇADA ...........................................................................................................91 LÓGICA DE FUNCIONAMENTO DO COMPRESSOR INVERTER ................................... 92

57.1 57.2 57.3 57.4

LÓGICAS DE PROTEÇÃO - PROTEÇÃO CONTRA CONGELAMENTO DO EVAPORADOR (FR) . 92 PROTEÇÃO CONTRA ALTA TEMPERATURA NO EVAPORADOR (CR) .....................................93 PROTEÇÃO CONTRA ALTA TEMPERATURA NO CONDENSADOR (FR)...................................93 PROTEÇÃO CONTRA ALTA TEMPERATURA DO COMPRESSOR .............................................93

58.1

A LÓGICA ABAIXO ESTÁ BASEADA NA MEDIDA DO SENSOR DE SERPENTINA EXTERNA: ....94

58

FUNÇÃO DEGELO ...................................................................................... 94

59 SEGURANÇA NO MANUSEIO .......................................................................... 94 ANEXOS – CÓDIGOS DE ERROS ................................................................................ 95 60 DIAGRAMA PRESSÃO ENTALPIA – R 22 .......................................................... 112 61 SISTEMA PARALELO COM DUAS TEMPERATURAS DISTINTAS ............................... 113

61.1 REGULADOR KVP MONTADO NA LINHA DE SUCÇÃO APÓS O EVAPORADOR ....................114 61.2 REGULADOR DE PRESSÃO DE CÁRTER TIPO KVL ................................................................114 61.3 REGULADORA DE PRESSÃO NO CONDENSADOR E TANQUE DE LÍQUIDO POR MODULAÇÃO (KVD + KVR) .....................................................................................................................................114 61.4 REGULADORES DE PRESSÃO DE CONDENSAÇÃO (KVR E NRD) ..........................................115 61.5 REGULADORES DE PRESSÃO DE CONDENSAÇÃO (VÁLVULAS PARA ÁGUA) ......................115

Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 1 CICLO DE REFRIGERAÇÃO O fluido refrigerante no estado líquido entra no evaporador sob baixa pressão e temperatura, absorve calor do ar que circula através das serpentinas e aletas por convecção forçada e vaporiza-se, este ar por sua vez retira calor dos alimentos e do meio a ser refrigerado. Em seguida o fluido é succionado do interior do evaporador no estado de vapor a baixa pressão e temperatura pelo compressor, por meio da linha de sucção. O compressor comprime o fluido refrigerante descarrega-o no condensador através da linha de descarga, com pressão e temperatura bem mais elevada, o fluido refrigerante inicia o seu processo de rejeição de calor, ou seja, começa a liberar calor para o meio externo até atingir a pressão e temperatura de condensação, ando do estado gasoso para o estado líquido.

Da saída do condensador, onde se deseja que o fluido saia totalmente na fase líquida, o fluido segue para o tanque de líquido, onde, condensado acumula-se na parte inferior e através de um tubo chamado de pescador ele sai do tanque totalmente na fase líquida seguindo através da linha de líquido ando pelo filtro secador, visor de líquido ainda liberando calor para o ambiente externo, diz-se que o fluido esta subresfriando, até chegar a válvula de expansão ou tubo capilar (dispositivo de expansão) responsável pela descompressão do fluido refrigerante, levando-o da pressão de condensação para pressão de evaporação. Na saída do dispositivo de expansão, entrada do evaporador, o fluido refrigerante sofre queda de pressão e temperatura, expandindo-se a então para a fase vapor novamente retirando calor do ambiente interno e dando novamente início ao seu processo de refrigeração.

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2 CICLO PADRÃO DE COMPRESSÃO A VAPOR O diagrama temperatura-entropia do ciclo padrão de compressão a vapor é mostrado na Figura. OS PROCESSOS DESSE CICLO SÃO 1-2 Compressão adiabática reversível desde o estado de vapor saturado até a pressão de condensação. 2-3 Rejeição reversível de calor à pressão constante, diminuindo a temperatura do refrigerante inicialmente e condensando-o depois. 3-4 Expansão irreversível à entalpia constante desde o estado de líquido saturado até a pressão de evaporação. 4-1 Ganho de calor à pressão constante, produzindo a evaporação do refrigerante até o estado de vapor saturado.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado PROPRIEDADES DOS REFRIGERANTES As únicas propriedades dos refrigerantes discutidas até o momento são as relações temperatura-entropia, características do líquido e do vapor saturado. Entretanto, outras propriedades termodinâmicas são necessárias para o trabalho de refrigeração. Todos os refrigerantes típicos dos sistemas de compressão a vapor apresentam características semelhantes, embora os valores numéricos das propriedades possam variar com o refrigerante. O diagrama pressão-entalpia é geralmente o utilizado. Em outras áreas de aplicação da termodinâmica os diagramas temperatura-entropia, pressão-volume ou entalpia-entropia são mais populares. Em aplicações frigoríficas, a entalpia é uma das propriedades mais importantes e a pressão pode ser determinada facilmente. O diagrama pressão-entalpia é mostrado na figura a seguir com a pressão no eixo das ordenadas e a entalpia no das abscissas. Tendo como referência as linhas de vapor e líquido saturado, as linhas isotérmicas, isoentrópicas e de volume específico constante são incluídas naquele diagrama. A linha isotérmica é horizontal na região de mudança de fase, uma vez que a uma dada pressão de saturação corresponde uma só temperatura. A região de líquido sub-resfriado ou comprimido situa-se à esquerda da linha de líquido saturado. Nessa região a isotérmica é praticamente vertical. Assim, a entalpia pode ser determinada a partir da temperatura, independentemente da pressão, o que vem a confirmar a prática geral de utilização das tabelas de vapor de água a pressões moderadas. A entalpia da água líquida subresfriada é aproximadamente igual à entalpia do líquido saturado à mesma temperatura, embora a pressão seja maior que a de saturação. A região de vapor superaquecido situa-se à direita da linha de vapor saturado. Nessas regiões, a linha isotérmica cai gradualmente para a direita e depois verticalmente. Quando a isotérmica torna-se vertical, ∆h = (constante) (∆t), que é a relação entre a entalpia e a temperatura para um gás perfeito. A linha de volume específico constante posiciona-se na direção ascendente, para a direita. Linhas de volume específico maior correspondem a pressões gradualmente menores. A linha isoentrópica localiza-se em posições ascendentes, para a direita. Uma compressão adiabática e reversível, portanto, isoentrópica, apresenta um aumento de entalpia à medida que a pressão cresce durante o processo de compressão.

Diagrama pressão-entalpia de um refrigerante

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado DESEMPENHO DE UM CICLO PADRÃO DE COMPRESSÃO A VAPOR Os parâmetros importantes de um ciclo padrão de compressão a vapor pode ser determinado pelo diagrama pressão-entalpia. Esses parâmetros são o trabalho de compressão, a taxa de rejeição de calor, o efeito de refrigeração, o coeficiente de eficácia, a vazão em volume de refrigerante por quilowatt de refrigeração e à potência por quilowatt de refrigeração. O trabalho de compressão, em quilojoules por quilogramas, é a variação de entalpia no processo 1-2, ou seja, h1 - h2 (figura). Essa relação resulta da equação da energia em regime permanente, h1 + q = h2 + w, onde as variações de energia cinética e potencial são desprezadas. Como na compressão adiabática o calor trocado q1 é nulo, w é igual a h1 - h2. A diferença de entalpia é negativa, indicando que o trabalho é realizado sobre o sistema. Embora o compressor possa ser do tipo alternativo, onde o escoamento é intermitente em vez de permanente, o processo 1-2 representa a ação do compressor. Na curta distância do compressor as flutuações são amortecidas e o escoamento aproxima-se do regime permanente na tubulação. O conhecimento do trabalho de compressão é importante, uma vez que ele pode ser o responsável pelo maior custo operacional do sistema. A rejeição de calor, em kJ/kg, é o calor transferido do refrigerante no processo 2-3, dado por h3 - h2, resultado obtido da equação da energia em regime permanente, em que foram desprezadas a energia cinética e potencial. O valor de h3 - h2 é negativo, indicando que o calor é transferido do refrigerante. O valor do calor cedido pelo refrigerante pode ser usado no dimensionamento do condensador e na determinação da vazão do fluido de resfriamento no condensador.

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EFEITO DE REFRIGERAÇÃO O efeito de refrigeração, em kJ/kg, é o calor trocado no processo 4 - 1, ou h1 - h4, cujo conhecimento é necessário, uma vez que esse processo representa o objetivo principal do sistema. 3 COEFICIENTE DE EFICÁCIA O coeficiente de eficácia do ciclo padrão de compressão a vapor é a razão entre o efeito de refrigeração e o trabalho de compressão, 𝑪𝒐𝒆𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒆 𝒆𝒇𝒊𝒄á𝒄𝒊𝒂 =

𝒉𝟏 − 𝒉𝟒 𝒉𝟐 − 𝒉𝟏

Geralmente a vazão em volume do refrigerante é referida ao estado representado pelo ponto1, na entrada do compressor. A vazão em volume proporciona uma ideia aproximada do tamanho do compressor. Quanto maior a vazão em volume, maior deve ser o deslocamento do compressor em metros cúbicos por segundo. A potência por quilowatt de refrigeração é o inverso do coeficiente de eficácia. Um sistema frigorífico eficiente deve apresentar um baixo valor da potência por kW de refrigeração, mas um alto coeficiente de eficácia. O procedimento de cálculo para a determinação do desempenho de um ciclo padrão de compressão a vapor será ilustrado em um exemplo. Exemplo 1 Um ciclo padrão de compressão a vapor utilizando refrigerante 22, desenvolve 50kW de refrigeração, operando a uma temperatura de condensação de 35°C e uma temperatura de evaporação de -10°C. Determine (a) o efeito de refrigeração, em kJ/kg, (b) a vazão de refrigerante, em kg/s, (c) a potência do compressor, em kW, (d) o coeficiente de eficácia, (e) a vazão em volume medida na sucção do compressor, (f) a potência por kW de refrigeração e (g)a temperatura de descarga no compressor. Solução Como primeiro o para a solução, faça um esquema do ciclo no diagrama pressão-entalpia e determine as entalpias dos pontos principais por meio das Tabelas A-6 e A-7. h1 é a entalpia do vapor saturado a -10°C, cujo valor é 401,6 kJ/kg. Deslocando-se de 1 até a pressão de saturação correspondente à temperatura de 35°C, ao longo de uma linha isoentrópica, o valor de h2 pode ser determinado. A pressão de condensação é 1354 kPa e o valor de h2 é 435,2 kJ/kg.

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Os valores de h3 e h4 são idênticos e iguais à entalpia do líquido saturado a 35°C, que vale 243,1 kJ/kg. Portanto, h1 = 401,6 kJ/kg h2 = 435,2 kJ/kg h3 = h4 = 243,1 kJ/kg (a) O efeito de refrigeração é h1 – h4 = 401,6 – 243,1 = 158,5 kJ/kg (b) A vazão de refrigerante pode ser determinada dividindo a capacidade de refrigeração pelo efeito de refrigeração. Vazão =

50 𝐾𝑊 = 0,315 𝐾𝑔/𝑠 158,5 𝐾𝐽/𝐾𝑔

(c) A potência do compressor é o produto do trabalho de compressão por quilograma pela vazão de refrigerante, Potência do compressor = (0,315 kg/s) (435,2 - 401,6 kJ/kg) = 10,6 kW (d) O coeficiente de eficácia é a taxa de refrigeração dividida pela potência do compressor, 50 𝐾𝑊 Coeficiente de eficácia = = 4,72 10,6 𝐾𝑊 (e) Para determinar a vazão em volume na entrada do compressor, o volume específico no ponto 1 deve ser conhecido. Esse valor é 0,0654 m3/kg, obtido da Tabela A-6 ou da Fig. A-4. Logo, Vazão volumétrica = (0,315 kg/s) (0,0654 m3 /kg)= 0,0206 m3/s = 20,6 L/s (f) A potência do compressor por quilowatt de refrigeração (o inverso do coeficiente de eficácia) é 10,6 𝐾𝑊 Potência de refrigeração = = 0,212 𝐾𝑊/𝐾𝑊 50 𝐾𝑊 (g) A temperatura de descarga do compressor é a temperatura do vapor superaquecido no ponto 2, que, para estas condições é igual a 57°C (verificar no diagrama de Mollier). Todas as propriedades do Exemplo acima podem ser obtidas da Tabela A-6, exceto h2 e t2, que estão associadas ao vapor superaquecido. Essas propriedades podem ser obtidas do diagrama pressãoCentro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado entalpia da Fig. A-4 ou da tabela A-7. Tabelas mais completas das propriedades do vapor superaquecido são disponíveis tanto para o refrigerante 22 como para os outros refrigerantes. As propriedades no ponto 2 podem ser determinadas por interpolação, para valores de pressão e entropia conhecidos, na Tabela A-7. Essas tabelas citadas encontram-se nos anexos da apostila. 4

EVAPORADOR

Sua função é absorver calor do meio a ser refrigerado. Onde o refrigerante a do estado líquido para o estado gasoso.

Evaporador

Circulação do ar através das serpentinas

Resumo  Retira calor do ambiente ou meio a ser refrigerado.  É nele que ocorre a evaporação do refrigerante  No ciclo ideal, o processo de evaporação ocorre a uma pressão constante denominada pressão de evaporação.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 5 CONDENSADOR Sua finalidade é liberar o calor absorvido pelo refrigerante no evaporador e o acrescentado pelo compressor no processo de compressão. É onde o fluido refrigerante a do estado gasoso para o estado líquido. A função básica do condensador é liquefazer o fluido refrigerante, para isso, empregam-se como agente de resfriamento, o ar ou a água.

Condensador com descarga de ar

Condensador resfriado a água

Condensador microcanais (MCHE) - Por que o MCHE tem uma melhor eficiência? O refrigerante circula por microcanais, o que aumenta a área de troca térmica e, consequentemente, a transferência de calor. Designer superior das aletas proporciona uma maior eficiência energética e minimiza a perda de carga do ar – menor potência de ventilação. Brasagem entre aleta e tubos elimina espaços vazios – sem perda de eficiência térmica – e minimiza o potencial de corrosão.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado Características: Construção 100% alumínio; Todas as partes brasadas juntas; Fluxo de refrigerante em microcanais; Fluxo controlado pelo coletor e defletores.

Por que o MCHE tem uma melhor eficiência? O refrigerante circula por microcanais, o que aumenta a área de troca térmica e, consequentemente, a transferência de calor. Designer superior das aletas proporciona uma maior eficiência energética e minimiza a perda de carga do ar – menor potência de ventilação. Brasagem entre aleta e tubos elimina espaços vazios – sem perda de eficiência térmica – e minimiza o potencial de corrosão. Resumo   

Rejeita calor para o ambiente ou meio externo. É nele que ocorre a condensação do refrigerante. No ciclo ideal, o processo de condensação ocorre a uma pressão constante denominada pressão de condensação.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 6 DISPOSITIVOS DE EXPANSÃO São componentes controladores do circuito de refrigeração que operam no sentido de manter aproximadamente a mesma quantidade de refrigerante líquido no evaporador em função da carga térmica de refrigeração exigida. TUBO CAPILAR Tem a função de manter a diferença de pressão entre a região de alta e baixa pressão (respectivamente, condensador e evaporador). Esse elemento funciona por meio da restrição da agem do fluido refrigerante. Que a partir daí, o refrigerante atinge o evaporador, sofre queda de pressão e se inicia o processo de absorção de calor.

Em equipamentos com tubo capilar, o fluido refrigerante perde pressão em função do atrito com as paredes internas do tubo. Por isso, tanto o diâmetro interno quanto o comprimento são fatores importantes para o capilar. Normalmente feito de cobre, o tubo capilar é comum em sistemas de refrigeração de pequena capacidade como refrigeradores, aparelhos de ar condicionado e freezers. Nas câmaras frigoríficas serão encontrados em alguns sistemas PLUG-IN de pequena capacidade. A determinação do tubo capilar depende do fluido refrigerante, da temperatura que se espera na região de baixa e da capacidade do compressor. O cálculo para se determinar o capilar é uma coisa que meio complexa. Então, Para facilitar o trabalho dos refrigeristas, a Embraco disponibiliza em seu site um Manual de Aplicação de Compressores com orientações sobre qual capilar aplicar. Qual é melhor: Válvula de Expansão ou Tubo Capilar? Se bem ajustados, ambos os dispositivos são capazes de manter o sistema de refrigeração funcionando da maneira adequada. A válvula de expansão permite que durante as paradas se mantenha o diferencial de pressão, fazendo com que ocorra troca de calor no instante em que o compressor parte. Porém, ela tem um custo mais elevado. Já o tubo capilar, cujo custo é menor, permite a equalização das pressões, exigindo motor com baixo torque de partida, embora demore alguns segundos até se iniciar o processo de troca de calor. Cada elemento de controle tem suas vantagens e desvantagens, sendo necessário avaliar qual deles se encaixa melhor para o seu sistema de refrigeração.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado VÁLVULA DE EXPANSÃO TERMOSTÁTICA O tipo mais utilizado de dispositivo de expansão em instalações de tamanho médio são as válvulas de expansão controladas por superaquecimento, conhecidas como válvulas de expansão termostática. Esta denominação não é apropriada uma vez que o controle não é feito pela temperatura do evaporador, mas pelo superaquecimento do gás de aspiração que deixa o evaporador. A válvula de expansão por superaquecimento regula a vazão de refrigerante líquido em função da taxa de evaporação. Ela é composta basicamente por bulbo, capilar e corpo.

A ação de superaquecimento gás de aspiração sobre a válvula de expansão termostática é descrita a seguir. Um bulbo parcialmente cheio com refrigerante líquido igual ao da instalação, denominado fluido ativo, é preso ao tubo na saída do evaporador de tal modo que a temperatura do fluido ativo seja próxima da temperatura do gás de aspiração. A pressão do fluido ativo age sobre a superfície superior do diafragma enquanto a pressão no evaporador age sobre sua superfície inferior. A força exercida pela mola na haste da válvula age no sentido de manter a válvula fechada enquanto a força exercida na região superior do diafragma não supera aquela resultante de ação da mola e da pressão do evaporador. Para que a pressão acima do diafragma seja maior do que a pressão na região inferior, é necessário que o fluido ativo esteja a uma temperatura maior que a temperatura de saturação no evaporador. Assim, o gás da aspiração deve estar superaquecido para que o fluido ativo proporcione uma pressão suficiente para abrir a válvula.

A válvula de expansão termostática opera no sentido de manter aproximadamente a mesma quantidade de líquido no evaporador, uma vez que se a quantidade de líquido diminuir, uma superfície maior do evaporador será exposta ao vapor superaquecendo-o em maior grau, proporcionando a abertura da válvula. O tipo de válvula mostrada na figura acima é do tipo equalização interna, na qual a pressão reinante no evaporador é transmitida à região do diafragma.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado É comum encontramos em alguns sistemas uma perda de carga elevada no evaporador. Neste caso, se a válvula for de equalização interna, a pressão que atua na região inferior do diafragma será maior que aquela reinante na tubulação de aspiração na região de fixação do bulbo. Tal situação exige um superaquecimento maior para a abertura da válvula reduzido a eficiência da evaporação. Para corrigir esta distorção, utiliza-se um equalizador externo, que consiste de um tubo de pequeno diâmetro ligando a linha de aspiração a uma pequena câmara na região inferior do diafragma com o que a pressão da região de aspiração a a agir sobre a superfície inferior do diafragma.

Resumo     

Realiza a queda de pressão no ciclo, caindo da pressão de condensação até a pressão de evaporação. Promove a expansão do líquido em líquido+gás, controlando a vazão de refrigerante para o evaporador. Só deve expandir líquido. No ciclo ideal, o processo de expansão ocorre a uma entalpia constante (processo isentálpico) Ajusta o fluxo de refrigerante dentro do evaporador em função do superaquecimento.

6.2.1 POSIÇÃO DE MONTAGEM DA VÁLVULA TERMOSTÁTICA – POSIÇÃO BULBO E PROCESSO DE BRASAGEM.

Posição do bulbo sensor remoto e proteção da válvula durante a brasagem

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado Fixando o bulbo

6.2.2

OPERAÇÃO DA VÁLVULA DE EXPANSÃO TERMOSTÁTICA

A figura a seguir mostra uma válvula de expansão termostática conectada a um evaporador como, por exemplo, uma serpentina de resfriamento de expansão direta. A válvula fica conectada diretamente ao coletor de líquido e controla a quantidade de líquido que entra na serpentina. O bulbo remoto fica atado ao tubo de sucção, perto da saída da serpentina. O gás resultante deixa a serpentina através da linha de sucção. Se, por exemplo, a válvula for regulada para 6 oC de superaquecimento, o gás que a pelo tubo remoto deve estar 6 oC mais quente do que a temperatura do refrigerante em evaporação. Isso significa que a parte da serpentina imediatamente antes do coletor de sucção deve ser utilizada para aquecer o refrigerante completamente evaporado, desde a temperatura correspondente a pressão de sucção até uma temperatura 6 oC superior. Nestas condições, a serpentina na figura contém uma mistura de líquido e gás desde o coletor de líquido até o ponto X. No ponto X o líquido está totalmente evaporado. Desde o ponto X até ao bulbo remoto, a superfície da serpentina é apenas utilizada para elevar a temperatura do gás até a regulagem do superaquecimento da válvula. Se a carga diminuir, a secção de superaquecimento da serpentina entre o ponto X e o bulbo remoto, absorve menos calor, reduzindo a temperatura do gás superaquecido. Esta diminuição na temperatura do gás resfria o bulbo remoto e a válvula funciona de modo a diminuir o fluxo de líquido para a serpentina. Se a carga aumentar, a secção de superaquecimento da serpentina absorve mais calor e a temperatura do gás superaquecido aumenta. Este aumento na temperatura do gás aquece o bulbo remoto e a válvula funciona de modo a itir mais líquido.

Superaquecimento à frente do ponto X Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado À medida que a carga flutua, o ponto X move-se para frente e para trás de modo que haja sempre uma porção do evaporador entre o ponto X e o bulbo remoto para aquecer o gás até a regulagem de superaquecimento da válvula a qual, neste caso, é 6 oC acima da temperatura de evaporação. Se a regulagem de superaquecimento da válvula for alterada manualmente, o ponto X mover-se-á de acordo com esta alteração. Note em especial que o ponto X é determinado pela diferença em temperatura (superaquecimento) entre a temperatura do gás no bulbo e a temperatura de evaporação, em vez de ser apenas pela temperatura de evaporação. Isto é importante, pois independente das variações de temperatura de evaporação ou de sucção, a quantidade do superaquecimento permanece aproximadamente constante para evitar a entrada na linha de sucção. A quantidade de calor que pode ser absorvida pelo refrigerante líquido em evaporação é muito superior à quantidade que pode ser absorvida no superaquecimento de gás refrigerante “frio”. Por essa razão, a parte da serpentina necessária para superaquecer o gás é quase desprezível do ponto de vista de carga de resfriamento. É assim desejável manter o superaquecimento razoavelmente baixo e usar a maior quantidade possível da serpentina para trabalho útil. Há sempre, contudo um intervalo entre a altura em que o bulbo remoto “sente” uma variação no superaquecimento e altura em que a válvula responde a esta variação. Uma regulagem demasiada baixa de superaquecimento origina entrada de líquido na linha de sucção e uma regulagem demasiado alta origina uma redução na capacidade. As válvulas de expansão termostática são normalmente ajustadas em uma gama de superaquecimento que vai de 0 oC a 13oC ou 17oC, mas pode ser enviada pelo fabricante já ajustada para o superaquecimento desejado. As serpentinas de resfriamento de expansão direta são caracterizadas na base de cerca de 5 oC de superaquecimento. Se as variações de carga forem grandes e sujeitas a alterações rápidas, as válvulas devem ser reguladas para o superaquecimento entre 5oC e 8oC, ou o bulbo remoto pode ser inserido num poço na linha de sucção para um controle justo, caso se use regulagens mais baixas de superaquecimento. 6.2.3

O QUE É “SUPERAQUECIMENTO”?

Superaquecimento é uma diferença entre as temperaturas de saturação do fluido refrigerante e a sua condição na saída do evaporador. 6.2.4

MEDIÇÃO DO SUPERAQUECIMENTO

Esta medição deve sempre ser efetuada o mais próximo possível da saída do evaporador. É importante saber o valor do superaquecimento na saída do evaporador quando se soluciona problemas ou quando se ajusta o superaquecimento numa válvula de expansão termostática. Na maioria dos sistemas, a maneira fácil de se medir o superaquecimento consiste em ler as pressões e temperatura durante a operação do sistema. Primeiro se lê a pressão na válvula de serviço de sucção de compressor. Para obter a temperatura de saturação que combine com essa pressão, é só verificar a leitura no manômetro ou numa tabela Pressão X Temperatura. Mesmo que a temperatura não seja lida exatamente na saída do evaporador, ela será aproximadamente correta (especialmente quando se trabalha num sistema compacto). Agora, se lê a temperatura no topo da linha de sucção, bem próximo a saída do evaporador, através de um sensor de um termômetro eletrônico. A diferença entre a temperatura medida e a temperatura de saturação é o superaquecimento. Ao ajustar-se o superaquecimento numa válvula de expansão termostática, gire-a no sentido anti-horário. Isso costuma reduzir o superaquecimento. No sentido horário, aumenta o superaquecimento. Jamais ajuste mais de uma volta de cada vez, leia o superaquecimento após cada regulagem. Tenha paciência. O sistema pode demorar até 30 minutos para mostrar os resultados finais de um ajuste do parafuso do superaquecimento.

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Medida de superaquecimento na saída do evaporador 6.2.5

EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA EM RELAÇÃO AOS DISPOSITIVOS DE EXPANSÃO

É uma característica do mercado, pois é uma tendência mundial de utilização de válvula de expansão eletrônica. E quais são seus benefícios:     

Menor consumo de energia; Elimina a válvula solenoide da linha de líquido; Otimização das pressões de sucção e descarga; Supercimento sempre na faixa, melhor rendimento do sistema; Maior vida útil para o compressor.

VÁLVULAS DE EXPANSÃO ELETRÔNICAS Contam com um termistor, sensor para tomada de temperatura, instalado na linha de sucção do compressor. O termistor se comunica com um microprocessador, que coloca em ação a válvula eletrônica, fazendo com que aumente ou diminua a agem de fluido refrigerante líquido para o evaporador.

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A válvula de expansão modelo ETS da Danfoss opera através de um motor de o. Conforme a necessidade da carga térmica do evaporador o motor de o gira gradativamente abrindo ou fechando a válvula injetando mais ou menos líquido no evaporador.

7 COMPRESSOR É quem succiona os vapores do evaporador e comprime-os até a pressão de condensação do refrigerante utilizado. É o componente de custo mais elevado e considerado o “coração” do sistema de refrigeração. A função determinante do compressor no sistema de refrigeração é o bombeamento e a elevação de um certo fluxo de massa de refrigerante. RESUMO    

Responsável pela compressão e circulação do refrigerante; Ele comprime vapor, aumentando sua pressão e temperatura; Só deve comprimir vapor; No ciclo ideal, adiabático, o processo de compressão ocorre mantendo-se a entropia constante (processo isentrópico).

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado CLASSIFICAÇÃO Os compressores podem ser classificados quanto ao acoplamento do motor ao sistema de compressão (mecânica) e quanto à forma como se processa a compressão do fluido refrigerante. 7.1.1

QUANTO AO ACOPLAMENTO COM O MOTOR PODEM SER É a maneira em que aciona a parte mecânica.

Compressor aberto Chama-se compressor aberto por sua parte de compressão ser facilmente desmontável e totalmente separada da parte de acionamento. Sua movimentação é feita através de correia acionada por um motor elétrico ou à combustão interna. Em caso de danos ás partes mecânicas, estas são facilmente substituídas por kit´s encontrados no mercado chamados de “reparos”.

Compressores abertos Compressor semi-hermético É semelhante ao compressor hermético, notando-se que a caixa que envolve o conjunto compressor-motor é toda parafusada, permitindo, assim, o o aos componentes, parte interna, bem como sua substituição. Neste tipo de motor-compressor o fluido refrigerante pode ou não entrar em contato direto com o motor elétrico.

Compressor semi-hermético Compressor hermético Este tipo de motor apresenta-se de forma hermética, ou seja, totalmente fechado, sua parte mecânica de compressão encontra-se diretamente acoplada a parte elétrica, motor elétrico, envoltos por uma carcaça soldada na fábrica, o que não permite o á manutenção interna. em caso de danos a parte elétrica ou mecânica os fabricantes recomendam a substituição do mesmo. O motor-compressor hermético foi uma grande vitória das indústrias de compressores no sentido de reduzir:

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado     

O O O O O

custo de fabricação; custo de manutenção; nível de ruído; tamanho; peso.

Além disso, melhorou sua aparência. Nas de instalação de unidades frigoríficas modernas, dáse preferência aos compressores herméticos. O motor elétrico é acoplado diretamente à bomba compressora e o conjunto é montado no interior de uma carcaça cujo fechamento é feito com solda não permitindo qualquer o às suas partes internas, no local da instalação.

Compressores herméticos CLASSIFICAÇÃO QUANTO À MANEIRA DE REALIZAM A COMPRESSÃO DO FLUIDO REFRIGERANTE 7.2.1

COMPRESSORES ALTERNATIVOS (RECÍPROCOS)

Os compressores alternativos baseiam-se no deslocamento do volume de fluido refrigerante através do movimento de pistões que trabalham em conjunto com uma biela e o eixo do motor elétrico em forma de manivela. Neste tipo de motor o sentido de rotação do motor não interfere na compressão do fluido.

Funcionamento do compressor alternativo

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado Compressores Recíprocos Maneurop - Por dentro do compressor

Pistão

O desenho do pistão permite uma alta eficiência volumétrica (menor reexpansão do gás).

Detalhes do compressor hermético alternativo MANEUROP – Refrigeração comercial.

Válvula de segurança (30bar). By- entre descarga e sucção quando aberta.

Válvula de alívio interna do compressor – aciona quando a pressão ultraa 30bar

Protetor térmico interno acoplado ao motor elétrico, abre os contatos com 105°C e fecha com 60°C.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado Protetor térmico introduzido nas bobinas do compressor

Pré - aquecedor do óleo do cárter (serpentina da descarga) e no fundo cerâmicas imantadas para atrair metais.

Reaproveitamento da descarga do compressor para pré-aquecer o óleo lubrificante e cerâmicas imantadas 7.2.2

COMPRESSORES ROTATIVOS

Os compressores rotativos apresentam seu sistema de compressão com característica de movimentos rotativos reduzindo o volume da câmara de aspiração direcionando o fluido refrigerante a uma descarga já a alta pressão. Também apresentar processo de compressão diferentes: Rotativos do tipo rolete, este bastante empregados em condicionadores de ar compacto e split system, rotativos do tipo scroll, é bastante utilizado na refrigeração comercial, rotativos do tipo parafuso, já estes são aplicados na refrigeração industrial.

Compressor rotativo de rolete

Compressor rotativo scroll

Compressor do tipo parafuso

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 7.2.3

COMPRESSOR CENTRÍFUGO

Neste tipo de compressor o gás refrigerante é acelerado ao ar pelas pás de um rotor forçador (turbina) e sua velocidade é convertida em pressão por um difusor. São usados em grandes instalações (50 a 300 TR) em sua maioria grandes sistemas de condicionamento de ar. São compressores requeridos para grandes deslocamentos volumétricos e compressão moderada.

Compressor centrífugo 8 FILTROS SECADORES O filtro secador conjuga as funções de um filtro de impurezas ou umidade que por ventura venha a ter no fluido refrigerante. O filtro é projetado para proteger os dispositivos medidores (capilar ou válvula de expansão) e o compressor contra corpos estranhos, tais como sujeira de construção do circuito de refrigeração, incrustações nas linhas e resíduos de solda, ferrugem e pedaços de metais. O secador retém a umidade do sistema não a deixando circular. Os filtros devem ser instalados imediatamente antes de todos os dispositivos medidores. Isto impede que partículas bloqueiem o orifício da válvula. Muitas válvulas contêm um filtro de malha metálica fina para esse fim. Muitos compressores vêem equipados com um filtro na entrada de sucção apropriado para um sistema normal com tubos de cobre. A tubulação da linha de sucção do compressor é projetada para permitir o o ao filtro. Recomenda-se o uso de um filtro secador permanente para todos os sistemas e todos os fluidos refrigerantes. Sistemas montados em fábrica de todos os tamanhos incluem o filtro secador que o fabricante considera necessário. É muito usado também, um filtro secador do tipo descartável que é instalado nos sistemas comerciais e industriais de média e alta capacidade de refrigeração. Está localizado diretamente na linha de líquido, em algum ponto entre a saída do condensador e a entrada do dispositivo medidor. Para que se tenha um bom funcionamento do sistema de refrigeração, é importante observar a correta colocação desses filtros no circuito de refrigeração, verificando o sentido de fluxo que vem identificado em sua carcaça.

Filtro secador para linha da linha de líquido e Instalação do filtro na linha de líquido Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado RESUMO   

Remover umidade do refrigerante. Filtrar (reter) partículas sólidas. Instalado na linha de líquido, depois do tanque de líquido.

Os sistemas comerciais e industriais de médio e grande porte instalam um sistema de tubulação chamado by- junto com o filtro secador. Este arranjo permite a troca do cartucho secador sem interromper a operação do sistema, ou sem perda da carga de fluido refrigerante.

Arranjo para troca do filtro secador 9 SEPARADOR DE ÓLEO O Separador de óleo tipo é utilizado em todas as instalações onde se faz necessário que o lubrificante volte diretamente ao cárter do compressor, evitando a migração excessiva de óleo para o sistema. O lubrificante é separado do refrigerante através da combinação de efeitos produzidos pela redução da velocidade, centrifugação, mudança de direção do vapor da descarga e adsorção do óleo a alta temperatura. O uso do separador de óleo é principalmente utilizado nas máquinas que trabalham com o R 22, pois é característica deste fluido refrigerante que em temperaturas abaixo de -20°C, apresentar dificuldades de misturar-se com o óleo lubrificante que se acumula no interior do evaporador, o que dificulta, assim, o seu retorno para o compressor. DIFERENTES PRINCÍPIOS DE SEPARAÇÃO DE ÓLEO   

Princípio centrifugo: depende da velocidade do gás e tamanho da gota de do líquido (óleo); Elemento filtro coalescente- Alto grau de separação / filtro saturado; Mudança de direção do fluxo do gás, redução da velocidade do gás, elementos filtrantes com ótima área de vazão (padrão ESK).

A . Redução da velocidade do gás de descarga de 10.....15m/s para menos de 1m/s. B . Mudança da direção do fluxo de gás. C . Colisão das pequenas partículas nas cavidades irão formar gotas na tela de malha fina. D . O óleo coletado retornará por diferença de pressão via “válvula bóia”. E . O gás de descarga irá deixar o separador livre de óleo.

Detalhes do separador de óleo Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado

10 VÁLVULAS DE RETENÇÃO São dispositivos que só permitem a agem do fluido refrigerante somente no sentido da seta de indicação. Este tipo de válvula de retenção é para uso de refrigerantes fluorados. As válvulas de retenção geralmente são utilizadas nas linhas de descarga de compressores conectados em paralelo e em linhas de sucção para evitar a migração e a condensação de refrigerante de um evaporador operando com temperatura superior, para outro evaporador operando com temperatura inferior e interligados em um mesmo sistema. NRV – São indicadas para serem instaladas nas linhas de baixa pressão. NRVH – São indicadas para serem instaladas nas linhas de alta pressão.

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Instalação da válvula de retenção 11 RESERVATÓRIOS Um reservatório é um dispositivo simples, do tipo tanque, utilizado para armazenar o fluido refrigerante líquido de um sistema de refrigeração em certos sistemas pelas seguintes razões:    

Lidar com as variações de carga térmica durante a operação. Drenar livremente o refrigerante do condensador. Utilizar um método de retorno do refrigerante para o controle da pressão de descarga. Proporcionar um espaço para recolhimento da carga do sistema durante períodos prolongados de não operação.

Reservatório de líquido de alta pressão

Reservatórios não são obrigatórios para a operação de certos ciclos de refrigeração e não devem ser instalados a não ser quando necessário. O reservatório está localizado na linha de líquido, saída do condensador. Todos os sistemas que utilizam uma válvula de expansão como dispositivo medidor exigem algum meio de armazenamento do fluido refrigerante durante a operação. A carga operacional de fluido refrigerante no evaporador varia expressivamente com a carga térmica. Diminui à medida do aumento da carga de resfriamento, porque a evaporação é mais intensa. Da mesma maneira, aumenta á medida da redução dessa mesma carga. O refrigerante rejeitado do evaporador com cargas maiores de resfriamento deve ser armazenado em algum lugar. Os sistemas de conforto residenciais e comerciais costumam armazenar esse excesso no condensador. Nesses casos, o condensador é de certa maneira superdimensionado para aceitar o volume extra de líquido subresfriado e proporcionar ao mesmo tempo uma capacidade adequada em condições de carga máxima. Se assim for, nenhum reservatório será necessário. Em outros sistemas, porém necessita-se a totalidade da área do Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado condensador para a condensação e um reservatório será utilizado para armazenar o fluido refrigerante excedente. 11.1.1 OS BENEFÍCIOS DA INSTALAÇÃO DE UM RESERVATÓRIO SÃO   

Permite aproveitar a capacidade máxima do condensador. Proporciona uma área de recolhimento de fluido refrigerante fora do condensador para fins de manutenção do sistema. Isso é útil também quando o sistema fica desligado por longo período de tempo. Permite uma variação na carga operacional aceitável, o que simplifica o serviço.

11.1.2 OS INCONVENIENTES DE UM RESERVATÓRIO SÃO   

Acrescenta o custo do reservatório, junto com seus tubos e válvulas; Complica o projeto da linha de líquido. Isso aumenta os custos de engenharia e instalação; Torna difícil obter o subresfriamento.

12 VÁLVULAS DE SERVIÇOS DE SUCÇÃO E DESCARGA

13 VÁLVULA (REGISTRO) DE ESFERA (GBC)   

Permitir ou bloquear fluxo de refrigerante em uma linha, manualmente; Permitir manutenção e/ou substituição de componentes (filtros, por exemplo); Baixíssima perda de carga quando aberta.

Válvula de esfera

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado Detalhes de montagem da válvula de esfera do tipo soldável

14 VISOR DE LÍQUIDO Os visores de líquido são utilizados para indicar principalmente o estado do refrigerante na tubulação de líquidos da instalação, verificar o nível de umidade no sistema, pois são compostos de um indicador que muda de cor para indicar as condições de presença de umidade do refrigerante e orientar o técnico em refrigeração quando nos ajustes de performance do sistema se a carga de fluido refrigerante é suficiente. Visor de líquido com indicador de umidade O visor é como uma “janela” que permite ao técnico olhar para dentro do sistema. Permite que o instalador ou técnico observe a condição do fluido refrigerante no local do visor. Quando está incluído um indicador de umidade, esse arranjo permite ao mecânico identificar a presença de umidade existente no sistema. O composto químico no indicador entra em contato com o fluido contaminado pela umidade e muda de cor. A intensidade da mudança indica a quantidade de umidade presente. Cada unidade deve dispor de um meio para verificar se a carga de fluido refrigerante é suficiente. Um visor corretamente localizado atende essa necessidade, porém não dirá se o sistema está sobrecarregado. Um visor corretamente localizado auxilia a carga de fluido refrigerante do sistema. A localização normal do visor é na linha de líquido, o mais próximo possível da saída do reservatório, ou saída do condensador quando não houver reservatório. Quando a unidade tiver um único visor de líquido, este deverá estar posicionado após o filtro secador. Se a carga estiver incorreta aparecem bolhas, indicando que está ocorrendo expansão na linha de líquido devido a queda de pressão. RESUMO     

Verificar se a carga de gás é suficiente; Verificar o nível de umidade no sistema; Verificar se existe acidez no sistema (óleo preto); Verificar retorno de óleo de um separador; Verificar se existe subresfriamento suficiente.

15 VÁLVULAS SOLENÓIDES As válvulas solenóides mais utilizadas na refrigeração comercial, são na sua grande maioria de ação direta ou servo-acionadas usadas para bloquear a agem de líquidos, vapor ou gás quente em sistemas de refrigeração que operam com refrigerantes halogenados. A válvula solenóide é composta por duas partes básicas: o corpo e a bobina solenóide. A bobina consiste de um fio enrolado ao redor de uma superfície cilíndrica. Quando a corrente elétrica circula através do fio, gera uma força eletromagnética no centro da bobina solenóide, que aciona o êmbolo, abrindo ou fechando a válvula. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado O corpo da válvula contém um dispositivo que permite a agem ou não do fluido, quando a haste é acionada pela força eletromagnética da bobina. O pino é “puxado” para o centro da bobina por esta força, permitindo assim a agem do refrigerante. Quando a bobina é desenergizada ocorre o processo contrário, pois o peso do pino em conjunto com a força da mola instalada na parte superior da válvula faz com que volte a bloquear a agem do fluxo através da válvula.

Detalhes de instalação da válvula solenóide

Cuidados durante a brasagem e posição de cabo de alimentação 16 DISTRIBUIDOR DE LÍQUIDO Tem por finalidade distribuir o fluido refrigerante em proporções idênticas pelas várias seções dos tubos do evaporador, permitindo assim, um rendimento imediato, logo após a partida do compressor. O distribuidor é instalado na saída da válvula de expansão. As tubulações que nele vão soldadas devem ter o mesmo comprimento, para que não haja deficiência no fornecimento do refrigerante no evaporador.

Montagem do distribuidor de líquido

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 17 TROCADOR DE CALOR – HE Os trocadores de calor HE são utilizados principalmente para efetuar a transferência de calor entre a linha de líquido e a linha de sucção, em instalações de refrigeração. O objetivo é utilizar o efeito de refrigeração que seria perdido no ar ambiente através das tubulações de sucção não isoladas, na ausência de um trocador de calor. Neste, o referido efeito é utilizado para subresfriar o refrigerante líquido.

Trocador de calor posicionado entre as linhas de sucção e líquido.

RESUMO    

Melhora a capacidade de refrigeração no evaporador (R 134a); Assegura a presença de líquido sem vapor antes da válvula de expansão; Rendimento máximo do evaporador ajustando a válvula de expansão termostática a um Superaquecimento mínimo; Previnem a condensação e a formação de gelo nas linhas de sucção.

18 ACUMULADOR DA LINHA DE SUCÇÃO (SEPARADOR DE LÍQUIDO)

Acumulador de sucção

O acumulador da linha de sucção é um dispositivo que impede os golpes do fluido refrigerante líquido ou do óleo no compressor. É um dispositivo dos mais simples que exerce uma função das mais importantes. Quando o líquido entra no compressor, o resultado mais provável será uma operação barulhenta, um consumo de energia alto e, mais importante, danos no compressor. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado Sistemas que pedem regularmente um acumulador de sucção são aqueles que:     

Trabalham com mudanças de carga térmicas amplas ou rápidas; Têm muitos estágios de controle de capacidade ou um sistema complicado de controle de capacidade; São sistemas de ciclo reverso; Utilizam gás quente para descongelar uma serpentina; Tiveram troca do compressor por causa dos golpes de líquido.

O acumulador da linha de sucção serve também como câmara temporária de armazenamento de fluido refrigerante líquido em certos sistemas de ciclo reverso. Isso é necessário quando o sistema requer no modo refrigeração uma carga operacional de refrigerante diferente da necessária no modo aquecimento. Os acumuladores são instalados na tubulação de sucção o mais próximo possível da entrada do compressor. Nesse local, qualquer refrigerante líquido ou óleo que retorne em grande quantidade fica temporariamente preso no acumulador. “Golfadas” de refrigerante líquido que entram no acumulador ficam presos até poder ser transformados de volta em vapor. O refrigerante evaporado se junta ao resto do fluxo de gás de sucção e sai pela parte superior do acumulador. Existem acumuladores que ficam envoltos num aquecedor para acelerar a evaporação do líquido refrigerante. O acumulador de linha de sucção é uma excelente apólice de seguro contra danos causados pelo golpe de líquido no compressor que pode ocorrer nas aplicações normais de refrigeração ou condicionamento de ar.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 19 AQUECEDOR DO CÁRTER O aquecedor de cárter é utilizado para impedir o acúmulo de fluido refrigerante líquido no óleo que ocupa o cárter do compressor. Diz-se do óleo do compressor que ele tem uma grande afinidade com a maioria dos refrigerantes. Isto é, ele absorve com facilidade o vapor ou líquido refrigerante. Sua absorção do vapor refrigerante é particularmente boa quando o óleo está frio. Com a unidade desligada, o refrigerante migra de maneira natural até o ponto mais frio do sistema. Com o compressor ainda quente, o destino mais provável da migração do refrigerante é o evaporador. A medida do esfriamento do compressor, no entanto, o refrigerante migrará para o óleo presente do cárter do compressor. É possível durante o desligamento que todo ou a maior parte do refrigerante entre no cárter. Lá, é misturado como líquido com o óleo. Isso gera a condição de uma “partida inundada” quando o compressor é ligado, a pressão do cárter cai rapidamente até o nível da pressão de sucção. Isso faz com que o refrigerante líquido misturado com o óleo evapore repentina e violentamente. A seguir, a mistura espumante de fluido refrigerante e óleo entra nos cilindros do compressor, ocasionando golpes de líquido na placa de válvula e fazendo com que o óleo saia do compressor. A falta de óleo pode causar desgaste e aquecimento excessivo do compressor, levando ao seu engripamento. Além disso, o refrigerante dilui o óleo, reduzindo, portanto, suas qualidades lubrificantes. O acúmulo de fluido refrigerante no cárter durante o desligamento pode ser minimizado mantendo-se o cárter mais quente do que o resto do sistema. A esse fim são instalados aquecedores dentro ou fora do cárter em muitos compressores. Normalmente, são incluídos pelo fabricante como parte fixa ao compressor. Normalmente, o aquecedor de cárter é controlado de maneira a estar sempre ligado sempre que o compressor estiver desligado. Deve ser ativado ao menos 24 horas antes de se dar a partida a um sistema de condicionamento de ar que ficou desligado durante o inverno ou durante qualquer período prolongado de tempo. O aquecedor de cárter é de operação e manutenção barata. O aquecedor num sistema residencial consome mais ou menos a energia elétrica do que uma lâmpada de 75W. Aquecedores de cárter são considerados um “must” em muitas aplicações.

Resistência de cárter

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 20 BRASAGEM DA TUBULAÇÃO O processo de brasagem deve ser realizado sempre com a agem de nitrogênio através da tubulação. Desta forma, evita-se a formação de resíduos (óxidos) de cobre ou “carepa” indesejável para o sistema. Evitar o contato do fluxo decapante com o interior das tubulações.

Sem agem de nitrogênio

Com agem de nitrogênio

21 LIMPEZA DO SISTEMA A limpeza de uma instalação pode ser realizada por agem de R141b ou refrigerantes similares sob pressão, ou ainda mediante a utilização de filtros na linha de sucção ( tipo DAS ou 48-F), que deverão ser substituídos entre 48 e 72 horas a partir do funcionamento do equipamento. IMPUREZAS - FATOS Soldas feitas sem a agem de nitrogênio dentro dos tubos, leva à formação de carepa, a qual não é facilmente removida pelo R141b; Nitrogênio é bem mais barato que R141b. Não há por que não usar. O R141b deve ser usado para fazer apenas a limpeza final. Tubos de cobre devem ter as rebarbas removidas e as pontas lixadas. Sempre que o sistema for aberto, deve-se trocar o filtro secador. Após queima de motor, trocar o óleo de todos compressores do circuito, filtro secador e instalar filtro pós-queima na sucção se necessário. A acidez resultante da queima irá queimar outros compressores que estejam interligados em paralelo se nada for feito no sistema. 22

TESTE DE VAZAMENTOS NO SISTEMA 

Após todas as linhas estarem conectadas, o sistema de deve ser testado quanto a sua estanqueidade. O sistema de ser pressurizado com não mais que 150psig (10 Kg/cm 2G) de nitrogênio seco.



O uso de detergente comum ou espuma de sabão, é uma prática bastante comum e para detecção de vazamento em sistemas frigoríficos.

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PROCEDIMENTO DE VÁCUO      

Inicialmente, fazer teste de pressão e eliminar eventuais vazamentos; Conectar a bomba de vácuo tanto pelo lado de baixa quanto o de alta pressão; Energizar a resistência de cárter durante todo o processo de vácuo; Use vacuômetros confiáveis e de precisão (Conjunto manifold não serve!); A leitura de vácuo deve ser feita no sistema e não na bomba de vácuo! Atingir vácuo abaixo de 500 microns (0,67 mBar); Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado     

Isolar o circuito da bomba; Esperar no mínimo 30 minutos; Se a pressão subir rapidamente, e não parar, existem vazamentos. Localizar e iniciar o processo; Se a pressão subir e estabilizar acima de 500 microns, existe umidade. Quebre o vácuo com nitrogênio e faça novo vácuo; Se a pressão ficar estabilizada em até 500 microns por no mínimo 1 hora, o sistema está bem desidratado e sem vazamentos. O vácuo do circuito estará pronto.

Gráfico Pressão (microns) x Tempo 24

PROCEDIMENTO BÁSICO PARA CARGA DE REFRIGERANTE

É recomendado após a realização do vácuo, quebrar o vácuo com o refrigerante na fase líquida através do tanque de líquido, desta forma conseguiremos introduzir boa parte de toda a carga necessária de maneira rápida e sem riscos de golpe de líquido ou ciclagem do compressor. Após a evacuação do sistema com 500 microns, inicia-se a carga de fluído refrigerante na forma líquida pela válvula da linha de líquido ou tanque de líquido com a UC desligada. Sendo necessário completar a carga de fluído através da válvula da linha de sucção, neste caso com a UC ligada. Para os fluídos blends (misturas), como o R404A( R125 - 44% , R143A - 52% e R134A 4% ), efetuar a carga somente pela Linha de líquido, no intuito de manter os percentuais da mistura. Recomenda-se que o refrigerante seja pesado antes de ser carregado no sistema e, que a quantidade calculada, seja introduzida e rigorosamente anotada. Se a carga do sistema estiver sendo feita com base na observação do visor de liquido, considerar o seguinte: Verificar a temperatura de condensação. Ela deve estar acima de 40,6 °C, se não estiver, reduzir o fluxo de ar do(s) ventilador(es) do(s) condensador(es). Reduzir a área de agem do ar no condensador até que a pressão de descarga atinja o equivalente a 40,6°C. A partir daí, proceder a carga de refrigerante, na forma de vapor, até que não apareçam mais bolhas pelo visor de líquido, anotar a quantidade adicional. O melhor modo de se verificar se carga de refrigerante está correta é o valor do superaquecimento e do subresfriamento na condição de regime. A tabela a seguir é uma referência para a pressão de condensação esperada para uma dada temperatura do ar na entrada do condensador:

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PARTIDA DA UNIDADE CONDENSADORA     

   

Verificar todas as conexões elétricas e de refrigerante, certificar-se de estão bem apertadas. Observar o nível de óleo do compressor antes da partida. O nível de óleo deve estar acima de ¼ do visor. Verificar os controles de alta e baixa pressão, válvulas de regulagem de pressão, quando instaladas, pressostato de óleo e qualquer outro dispositivo de proteção, ajustando quando necessário. Ajustar o termostato da câmara para a temperatura de operação normal. Todos os motores de ventiladores de condensadores resfriados a ar, etc., devem ser verificados quanto à rotação correta. Verificar o sentido de rotação no caso dos motores serem trifásicos. As fixações dos motores devem ser cuidadosamente verificadas quanto ao aperto e alinhamento (0,15 kgf/cm2 G) com refrigerante e remova bomba de vácuo. Para efetivação da garantia, o cliente deverá preencher a planilha de star-up (anexo), com as informações cabíveis na mesma. Observar as pressões do sistema durante a carga de refrigerante e operação inicial, não acrescentar óleo enquanto o sistema estiver com pouco tempo de operação, a não ser que o nível de óleo esteja perigosamente baixo. Continuar carregando o sistema até haver refrigerante suficiente para uma operação adequada do sistema. Lembrar que borbulhas no visor de líquido tanto podem significar perda de pressão quanto falta de refrigerante. O sistema deve ser observado até as condições normais de operação serem alcançadas e a carga de óleo ser observada de modo que o nível de do visor de óleo seja sempre adequado. Atenção:

Extremo cuidado deve ser tomado na partida de compressores na primeira vez após a carga de refrigerante. Nessa ocasião todo óleo e parte de refrigerante podem estar no compressor, criando condições que podem causar danos no compressor devido a golpe de líquido. Ativar o aquecedor de cárter 24 horas antes de dar partida na instalação é recomendável. Se não houver aquecedor de cárter, incidir na parte inferior do cárter do compressor, o calor de uma lâmpada de 500 watts ou outra fonte segura de calor por aproximadamente 30 minutos. Isso ajudará a eliminar essa condição que jamais deverá ocorrer. Importante: Compressor tipo scroll tem sentido correto de rotação, se o funcionamento estiver ruidoso, em compressores trifásicos, deve-se inverter duas fases da alimentação elétrica. A rotação do compressor em sentido inverso, por alguns segundos, não afetará o compressor, um dispositivo de proteção contra a inversão de fases, aumentará a segurança do compressor.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado Após o sistema estar com carga e operando, por no mínimo duas horas, e sem nenhuma indicação de mau funcionamento, o mesmo devera ser posto em operação durante a noite, com os controles automáticos em operação. A partir disso, uma verificação do sistema deve ser feita conforme segue:          26

Verificar as pressões de sucção e descarga, se não estiver dentro do valor de projeto, determinar a causa e corrigir. Verificar o visor de líquido e a operação da válvula de expansão, se houverem indicativos de que é necessário mais refrigerante, verificar se a vazamentos em todas as conexões e componentes do sistema e reparar o vazamento antes de adicionar mais refrigerante. Observar o visor de óleo do compressor, se estiver abaixo de ¼ do nível, adicionar óleo. As válvulas de expansão devem ser verificadas quanto a regulagem correta do superaquecimento, o bulbo sensor deve ter contato direto com a linha de sucção e deve ser isolado. Verificar a corrente e a tensão nos terminais do compressor, a tensão deve ter variação máxima de 10% em relação ao que está especificado na plaqueta de identificação. Se houver diferença maior que 10%, não operar o sistema e notificar a companhia de energia elétrica. Se a corrente for excessiva, determinar imediatamente a causa e corrigir, no caso de compressores trifásicos, verificar se a corrente esta igual nas três fases. A regulagem máxima aprovada para controles de alta pressão em unidades condensadoras heatcraft resfriadas a ar é de 400 psig (28 kgf/cm2 G). Verificar as regulagens dos controles de pressão de condensação para o inverno. Verificar a operação do aquecedor, de cárter quando o mesmo for utilizado. ACOMPANHAR NÍVEL DE ÓLEO

   

Verificar sempre o nível de óleo. Sistemas com grandes distâncias ou com condensador remoto, é provável que tenha a possibilidade de completar o nível do óleo após o startup. Após a partida e o sistema entrar em regime de trabalho é importante verificar o nível do óleo. Ele deve estar no mínimo com ¼ e no máximo com ¾ do visor.

Visor de óleo 27 PROBLEMAS ELÉTRICOS Em um compressor trifásico a falha do motor pode acontecer por causa do desbalanceamento da voltagem e corrente entre fases. O desequilíbrio máximo permitido de fase para fase é de 2%. O que isto significa é que se o desequilíbrio for maior do que 2%, o aumento de temperatura, em percentagem, gerada nos enrolamentos seria igual ao dobro do quadrado do desequilíbrio da voltagem. Portanto, um desequilíbrio de 2% na tensão, causa na um aumento de 8% de aumento na temperatura do enrolamento, 3% de desequilíbrio, um aumento de 18% e com um desequilíbrio de somente 5%, a temperatura do enrolamento subirá 50% acima do normal. % de aumento de temperatura = 2 (% de desbalanceamento de voltagem)2 Para checar o desequilíbrio de voltagem tome as leituras entre fases no contator do compressor, enquanto o compressor está operando.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado Por exemplo, se: Entre L1 e L2 = 215 V; Entre L2 e L3 = 221 V; E entre L3 e Li = 224 V; a média é de 215 + 221 + 224 dividido por 3, ou 220 V. Após calcule o desequilíbrio para cada fase tomando a diferença entre a leitura de tensão (Volts) e a média. Entre Li e L2 = 220-215 = 5V Entre L2 e L3 = 221-220 = 1 V Entre L3 e Li = 224-220 = 4V. Cinco volts é o desequilíbrio máximo. Use-o na fórmula: Percentual de desequilíbrio =

5 x 100 = 2.27% 220

Este desequilíbrio de tensão é maior do que 2% e, portanto, não é aceitável. O cliente deve ser avisado.

Desbalanceamento de voltagem e gráfico de % de aumento na temperatura do enrolamento 28 DICAS PARA A INSTALAÇÃO DO ATERRAMENTO NAS CÂMARAS FRIGORÍFICAS O “aterramento” poderá ser feito com uma haste galvanizado, com o comprimento de 2m, enterrando totalmente ou até pelo menos 1,80m em chão firme (o terreno firme e úmido dá melhor terra). Feita a “terra”, ligar o parafuso “terra” da base do compressor (unidade condensadora) a haste “terra” por meio de um fio que pode ser 2,5mm 2 de seção transversal. A extremidade desse fio na base do compressor deve ser apertada firmemente. Para testar se a conexão à “terra” funciona, pode-se ligar uma lâmpada da mesma voltagem da linha (110 V ou 220 V), a fase, da fase para a lâmpada e a lâmpada a haste terra. Se a lâmpada acender com boa luminosidade, a “terra” está em boas condições. Se a luminosidade for pouca ou nenhuma, a terra deve ser condenada e deve-se executar outra ou ver onde está a falha ou o mau contato.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 29 CIRCUITO DE REFRIGERAÇÃO (UNIDADE SELADA) COM EVAPORADOR COM DEGELO ELÉTRICO

30 CIRCUITO DE REFRIGERAÇÃO COM DEGELO POR GÁS QUENTE

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 31 TEMPERATURA DE EVAPORAÇÃO

É muito importante que o técnico saiba qual o Δt do evaporador que será considerado para o dimensionamento de uma câmara, podemos sugerir os seguintes valores. Δt = temp. câmara – temp. evaporação

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 32 TEMPERATURA DE CONDENSAÇÃO

T.cond=T.ext+ Δtcd

T.ext

T.cond

T.cond > T.ext

Temperatura de condensação 33 SUPERAQUECIMENTO Aquecimento adicional do gás saturado, para garantir que não exista líquido indo para o compressor, uma vez que líquido não é compressível. 34 SUBRESFRIAMENTO Resfriamento adicional do líquido saturado, para garantir que não exista vapor indo para a válvula de expansão.

Sub-resfriamento É o quanto se reduz a temperatura após a mudança de estado do fluido. Geralmente Varia de 3 a 7 K

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado Identificação do superaquecimento e subresfriamento no gráfico de ciclo

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 35 SUPERAQUECIMENTO ÚTIL – MEDINDO E CALCULANDO

Considerações sobre o superaquecimento: 

Quanto maior o SUPERAQUECIMENTO, menor o RENDIMENTO do evaporador.



Quanto menor o SUPERAQUECIMENTO, maior o RENDIMENTO do evaporador.



O evaporador às vezes é calculado erroneamente apenas para calor latente, ou seja, desconsidera-se o superaquecimento, para se obter o máximo de rendimento com o menor custo. Depois, o compresso quebra.

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40

Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 

A válvula de expansão, se corretamente selecionada e ajustada, apenas controla o superaquecimento, mas não tem condições de gerar capacidade adicional de remoção de calor sensível dentro de um evaporador subdimensionado, em condições de carga térmica plena. Como medir o SUPERAQUECIMENTO: 1° 2° 3° 4° 5° 6°

Instalar o manômetro de alta e baixa pressão; Instalar o sensor de temperatura na saída do evaporador (isolar bem o sensor); Aguardar por alguns minutos e anotar a pressão e a temperatura; Converter a pressão para temperatura; Efetuar os cálculos; SUPERAQUECIMENTO = TSE – TEV

SUPERAQUECIMENTO = TSE – TEV RECOMENDAÇÕES: O superaquecimento útil permitido para sistemas de refrigeração é da ordem de 4K até 9K; E para sistemas de ar condicionado de 5K a 7K (linha Split system) e para máquinas linha package (self-contained, rooftop, chiller). Como medir o SUBRESFRIAMENTO: 1° Instalar o manômetro de alta e baixa pressão; 2° Instalar o sensor de temperatura na linha de líquido (na saída – a mais ou menos 10cm da saída do condensador (isolar bem o sensor); 3° Aguardar por alguns minutos e anotar a pressão e a temperatura; 4° Converter a pressão para temperatura; 5° Efetuar os cálculos; 6° SUBRESFRIAMENTO = TCD – TLL

SUBRESFRIAMENTO = TCD – TLL RECOMENDAÇÕES: O subresfriamento permitido para sistemas de refrigeração é da ordem de 3K até 7K.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 36 INSTALAÇÃO FRIGORÍFICA COM CONDENSAÇÃO A ÁGUA E COM TORRE DE RESFRIAMENTO

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado TABELA PRESSÃO DE VAPOR

TABELA PRESSÃO DE VAPOR

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Formulário de start-up

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 37 DIAGRAMAS ELÉTRICOS CIRCUITO DE FORÇA

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado CIRCUITO DE COMANDO COM CONTROLADOR DIGITAL

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado RÉGUA DE BORNES

38 DIAGRAMA ELÉTRICO COM CONTROLADOR DIGITAL COM DOIS SENSORES DE TEMPERATURA

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 39 DIAGRAMA ELÉTRICO COM CONTROLADOR DIGITAL COM UM SENSOR DE TEMPERATURA

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 40 CONTATORES (CHAVES MAGNÉTICAS) DESCRIÇÃO É uma chave eletromagnética de comando indireto, isto é, sua utilização permite colocar e/ou retirar de funcionamento elementos ou cargas, podendo realizar esta operação no local da instalação ou à distância, de um ou mais locais. FUNCIONAMENTO É dotado de um jogo de contatos elétricos fixos e móveis que abrem e/ou fecham em função da ação magnética de uma bobina sobre um núcleo móvel onde estão fixados os contatos móveis.

A acionar, energizar, a bobina do contator, esta gera um campo magnético capaz de vencer a força da mola e atrair o núcleo móvel fazendo os contatos normalmente fechados abrirem e os contatos normalmente abertos fecharem. 40.1.1 CONTATORES DE FORÇA (POTÊNCIA) Estes contatores são dimensionados mecanicamente e eletricamente para arem a intensidade de corrente elétrica requerida pela carga durante a partida e regime de funcionamento, com uma elevada freqüência de operação, respeitando-se a categoria de emprego e outros aspectos básicos importantes. Estes contatores geralmente possuem 3 contatos de força (principal) que recebem uma numeração, nomeclatura, padrão para seus bornes de ligação 1 (L1), 3 (L2) e 5 (L3) para entrada e 2 (T1), 4(T2) e 6 (T3) para saída. Possuem ainda contatos auxiliares normalmente abertos e/ou fechados que são utilizados na lógica de comando para garantir as condições de funcionamento, interrupção e intertravamento de cargas. Os contatos auxiliares dos contatores de força seguem a mesma regra de numeração aplicada para as chaves e botões.

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A bobina do contator, responsável pela troca de estado, posição, dos contatos, tem seus bornes de alimentação codificados da seguinte maneira: 40.1.2 TENSÕES DE ALIMENTAÇÃO DA BOBINA DO CONTATOR Esta bobina pode apresentar-se com diferentes tensões de alimentação, sendo estas de corrente alternada ou contínua, variando sua aplicação de acordo com a disponibilidade de tensão e das necessidades dos componentes a serem acionados. Uma das tensões de comando comumente utilizadas é 220VAC, pois apresenta estabilidade de contatação e proporcionalmente menor queda de tensão. 40.1.3 CONTATORES AUXILIARES Os contatores auxiliares são utilizados nos circuitos de comando de chaves magnéticas sempre que for necessária a utilização de um número de contatos auxiliares, maior que os existentes nos contatores de força. Seus contatos são numerados e seguem a mesma rega utilizada para numeração de chaves e botões. Um contator auxiliar pode conter vários contatos NA ou NF, variando sua combinação de acordo com a necessidade do comando elétrico. 41 RELÉS DE SOBRECARGA São dispositivos eletrônicos ou eletromecânicos que tem como principal finalidade a proteção de cargas elétricas contra os efeitos da sobrecarga de curta ou longa duração, falta de fase e rotor bloqueado.

Fig. Relés de Sobrecarga/Térmicos GE, WEG, TELEMECANIQUE e SIEMENS.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado São fabricados para serem acoplados diretamente através de pinos que encaixam nos contatos 2(T1), 4(T2), 6(T3) dos contatores de força empregados no acionamento de cargas.

Fig. Relés de sobrecargas acoplados aos seus respectivos contatores ( GE e SIEMENS). SIMBOLOGIA A simbologia utilizada para representar os relés de sobrecarga é:

Fig. Simbologia de um relé térmico. FUNCIONAMENTO (RELÉ ELETROMECÂNICO) Quando ocorre uma sobrecarga em um motor elétrico, esta gera um aumento na intensidade de corrente elétrica que circula nos condutores acarretando um aquecimento, efeito joule. O princípio de funcionamento do relé de sobrecarga fundamenta-se na ação conjunta de 3 elementos bimetálicos, cada um correspondente a uma fase de alimentação do motor, e de 2 interruptores, responsáveis pelo desligamento do motor e pela sinalização do problema. Os elementos bimetálicos, formados por duas lâminas bastante finas constituídas de materiais com diferentes coeficientes de dilatação, sobrepostas e soldadas, quando aquecidas sofrem um encurvamento, este encurvamento é transmitido através de engrenagens mecânicas ao interruptor que abre ou fecha seus contatos (95 – 96 e 97 – 98) inseridos no circuito de comando da carga a ser protegida. Fig.Relés de sobrecarga WEG aberto mostrando os elementos bimetálicos. Quando o relé atua por sobrecarga abrem-se seus contatos normalmente fechados, 95 com 96, inseridos em série com o contator principal de acionamento da carga comandada, e fecham-se seus contatos normalmente abertos, 97 com 98, geralmente utilizados para fechar um circuito de sinalização visual, lâmpada de sinalização.

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Fig. Relés de sobrecarga WEG aberto mostrando os elementos de acionamentos mecânicos dos contatos elétricos de comando. Estes relés de sobrecarga, muitas vezes chamados apenas de relés térmicos, permitem o ajuste da corrente de atuação em seu knob frontal, variando sua faixa de atuação de modelo para modelo, fabricante para fabricante. TESTE DE ACIONAMENTO Permitem a verificação de sua atuação através de um botão geralmente acompanhado da inscrição “TEST”. Estes relés possuem em sua face frontal, knob, um pequeno indicador, numa cor chamativa por exemplo verde limão, que mostra quando o relé está atuado.

Fig. Face frontal de relés de sobrecargas – (a) WEG – (b) SIEMENS

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado AJUSTE DA CORRENTE DE ATUAÇÃO Para proceder ao ajuste da corrente de atuação no relé, utiliza-se como prática comum a multiplicação do Fator de Serviço do motor (FS) pela sua corrente nominal, ambos valores encontrados na placa de identificação do próprio motor a ser protegido. Algumas literaturas recomendam multiplicar o FS pela corrente de regime, medida durante o funcionamento do motor. Exemplo: Em um motor elétrico de indução trifásico, IP55, classe de isolação B, potência 3,7Kw (5,0 HP-cv), Un 220 / 380V, In. 13,1 / 7,58 A, F.S. 1,15, Ip/In 8,0, a corrente ajustada no relé deverá ser: IAJUSTE = F.S. x In Para ligação do motor em triângulo (): IAJUSTE = F.S. x In () IAJUSTE = 1,15 x 13,1 IAJUSTE = 15,065 A Para ligação do motor em estrela (Y): IAJUSTE = F.S. x In (Y) IAJUSTE = 1,15 x 7,58 IAJUSTE = 8,717 A 42 RELÉ SEQUENCIA DE FASES (RSF) O Relé de Sequência de Fase RSF destina-se à proteção de sistemas trifásicos contra inversão da sequência direta das fases (L1-L2-L3). Existe na versão analógica com excelente precisão e repetibilidade de operação. Aplicação: Protege instalações contra inversão de fase, que compromete o funcionamento de motores, equipamentos ou processos. Seu interno comutará, desligando o sistema sob proteção sempre que a rede monitorada estiver com a fase invertida.

relé

43 RELÉS DE FALTA E SEQUÊNCIA DE FASE É um relé de falta de fase com correção automática da sequência trifásica, desenvolvido para proteção de equipamentos elétricos trifásicos, que não podem operar quando houver anomalias como, falta de fase, inversão da sequência trifásica, desequilíbrio entre fases.

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44 PRESSOSTATOS O pressostato é um dispositivo eletromecânico que recebe um sinal de pressão e o compara com sua escala interna. Após esta comparação, efetua a ação de ligar ou desligar o seu relê interno. Podem ser divididos em duas categorias em função de sua aplicação: controle ou proteção.

CARACTERÍSTICAS GERAIS Os pressostatos de alta e baixa pressão são dispositivos eletromecânicos utilizados para monitorar as pressões do lado de alta e baixa nos sistemas de refrigeração. O pressostato de baixa é utilizado geralmente com uma tomada de pressão na sucção da máquina e deve desligar a máquina caso esta pressão encontre-se baixa demais para um funcionamento adequado do compressor, deve religar o compressor somente depois que a pressão na sucção atingir um valor suficiente para a operação normal, sem que ocorra o acionamento e desligamento contínuo, efeito que chamamos de “ciclagem”. O pressostato de alta atua com uma lógica inversa ao de baixa, pois este deve desligar o compressor se a pressão de descarga estiver alta demais podendo causar o superaquecimento da carcaça e posterior carbonização do óleo do compressor. CONTATOS ELÉTRICOS São dotados de jogos de contatos elétricos que abrem ou fecham em função da atuação mecânica resultante do aumento ou diminuição da pressão do gás refrigerante sobre um diafragma. Apresentam como codificação dos contatos as letras A, B, C e D, onde A e C referem-se a associação em série dos contatos comutadores normalmente fechados dos pressostatos de baixa e alta pressão respectivamente.

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Quando sob baixa pressão o contato “A” apresentará apenas conexão alétrica com o contato “B” que deve indicar baixa pressão. Quando a pressão de baixa apresenta-se entre valores normais ajustados, o contato “A” estará conectado ao contato “C” apenas se não houver alta pressão do lado de alta do sistema, caso isto ocorra o contato “A” estará conectado ao contato “D” nos pressostatos que possuem esta opção, este deverá indicar alta pressão no sistema. DIAGRAMA S/ SINAL DE ALTA PRESSÃO

DIAGRAMA COM SINAL DE ALTA PRESSÃO

TESTE MANUAL DE ATUAÇÃO DOS CONTATOS ELÉTRICOS Pode-se realizar o teste de continuidade/atuação dos contatos sem que os pressostatos estejam conectados ao sistema atuando manualmente as engrenagens responsáveis pela movimentação dos contatos conforme figura:

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ESCALAS/RÉGUAS DE AJUSTAGEM Estes pressostatos possuem escalas de ajuste que determinam o ponto de abertura ou fechamento destes contatos. O pressostato de baixa possui duas réguas para referenciar o ajuste para o lado de baixa do sistema, uma denominada “CUT IN” que determina o ajuste do valor de retorno, rearme, do compressor após uma parada por baixa pressão e outra denominada “DIFF” que mostra a diferença entre o valor de pressão para o desligamento e o valor de retorno do compressor. O pressostato de alta possui uma régua denominada “CUT OUT” cuja indicação mostra o valor de pressão máxima sob a qual o compressor pode funcionar, este valor determina o desligamento por alta pressão.

AJUSTE DO PRESSOSTATO DE BAIXA PRESSÃO - LP (PARADA E RETORNO DA MÁQUINA) 1° Determinar o valor de baixa pressão, menor valor de pressão em que o compressor deve funcionar, ou seja o valor que o compressor deve desligar se for atingido; 2° Determinar o valor de pressão para retorno (rearme) do compressor, ou seja, o valor de pressão que o compressor religa; 3° De posse dos dados anteriores, deve-se subtrair o valor de pressão que o compressor desliga do valor de pressão que a máquina liga, este valor é chamado de Pressão Diferencial. PDIFERENCIAL = PLIGA - PDESLIGA Exemplo: Para uma câmara frigorífica cuja pressão de sucção não pode ser menor que 5PSIG e a pressão de retorno não deve ser menor que 30PSIG, teremos: PDIFERENCIAL = 30 PSIG (±2,07 Bar) – 5 PSIG (±0,34Bar) PDIFERENCIAL = 25 PSIG (±1,73 Bar) 4° Ajusta-se então o valor que o compressor liga na primeira régua de pressão, “CUT IN” no pressostato, em geral esta régua é orientativa, para um ajuste mais preciso, deve-se acompanhar o valor de pressão de acionamento da máquina, através de um conjunto manifold instalado o mais próximo possível do local da tomada de pressão para o pressostato. 5° Deve-se ajustar agora na segunda régua, “DIFF”, o valor de pressão diferencial encontrado, acompanhando a parada da máquina na pressão desejada.

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Dica: Para identificar aproximadamente o valor que uma máquina pára por baixa pressão sem a necessidade de se instalar o conjunto manifold, basta verificar os valores ajustados nas réguas “CUT IN” e “DIFF” do pressostato de baixa e subtrair o valor da régua “DIFF” do valor da régua “CUT IN”. AJUSTE DO PRESSOSTATO DE ALTA PRESSÃO – HP (PARADA E RETORNO DA MÁQUINA) 1° Determinar o maior valor de pressão em que o compressor pode funcionar sem causar um superaquecimento da carcaça, se este valor for atingido o compressor deve para por Alta Pressão na descarga; 2° Ajustar diretamente na régua do pressostato de alta, “CUT OUT”, o valor determinado; Nota: Este pressostato apresenta um valor de Pressão diferencial fixo (Differential: 4 Bar  ± 58 PSIG), sendo apenas necessário o ajuste da Pressão de Desligamento. A pressão de retorno para o compressor será dada pela subtração da Pressão Diferencial da Pressão de Desligamento. PRETORNO = PDESLIGAMENTO – PDIFERENCIAL Exemplo: Um compressor cuja pressão máxima de descarga deve ser 325PSIG (± 22,4 Bar) , teremos: PRETORNO = 325 PSIG (±22,4Bar) – 58 PSIG ( 4 Bar) PRETORNO = 267 PSIG (± 18,4 Bar) Após uma parada por alta pressão, o pressostato de alta só religará o compressor se a pressão de descarga, lado de alta do sistema, baixar para a Pressão de Retorno e o operador acionar um botão “Reset” localizado na sua parte superior. Este botão “reset” pode ser posicionado em automático através do posicionamento de uma trava parafusada junto a ele. 45 CABOS ELÉTRICOS O correto dimensionamento/seleção dos cabos elétricos, previne principalmente contra problemas de funcionamento do equipamento. Para dimensionamento/seleção correta siga a tabela abaixo.

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IMPORTANTE:    

Os equipamentos devem ser instalados utilizando circuito de alimentação independente e protegidos por fusíveis ou disjuntor do tipo retardado; Os equipamentos devem ser aterrados; Verifique sempre se a tensão do compressor é a mesma de alimentação e se as conexões elétricas estão feitas de forma correta; Quando estiver dimensionando os cabos elétricos para unidades condensadoras, lembre-se de acrescentar as correntes dos motores dos condensadores.

46 DIAGRAMAS DE ACIONAMENTOS ELÉTRICOS APLICADOS PARTIDA DIRETA PARA MOTORES ELÉTRICOS INTERRUPTOR, CHAVE OU BOTÃO COM TRAVA

TRIFÁSICOS

–

ACIONAMENTO

POR

Este tipo de chave tem por finalidade executar a partida e manutenção em funcionamento de motores trifásicos.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado CARACTERÍSTICAS Devido à pequena impedância1 inicial o motor irá necessitar, para que se atinja sua rotação nominal, de uma intensidade de corrente elétrica elevada, esta corrente, chamada de corrente de pico, será notada apenas no momento da partida do motor, uma vez que os valores iniciais de impedância tenderão aumentar conforme aumenta da rotação do eixo desse motor. Esta corrente elevada causa nos sistemas, aos quais é aplicada a partida direta, uma acentuada queda de tensão na rede de alimentação, bem como aumento de consumo de energia elétrica em casos de partidas intermitentes, além do que, os componentes utilizados para o acionamento devem ser superdimensionados a fim de arem tal corrente, ocasionando a elevação de custos de montagem. Embora a partida direta deva ser aplicada em motores sempre que as tensões de ligação e da rede de alimentação forem compatíveis, as concessionárias de energia elétrica limitam sua aplicação em função da potência elétrica dos motores, permitindo sua aplicação apenas para motores de até 5cv. DIAGRAMA DE FORÇA O diagrama de força é composto por um conjunto de fusíveis tipo "d" (diametral) de ação retardada ou um disjuntor tripolar (trifásico) termomagnético 2, um contator de força e um relé térmico ou relé de sobrecarga. Os fusíveis ou disjuntor atuam na proteção do sistema contra curtos-circuitos ou sobrecargas de longa duração, o contator é o dispositivo responsável pelo acionamento direto da carga (motor) e o relé de térmico atua na proteção do motor contra sobrecargas de curta/longa duração e falta de fases. DIAGRAMA DE COMANDO No diagrama de comando, observando sua composição notamos que este também é protegido contra curtos-circuitos e sobrecargas por fusível ou disjuntor termomagnético que encontram-se ligados em série com todo o circuito de comando, logo em seguida verifica-se que em série com a bobina do contator de força são aplicados os contatos auxiliares do relé térmico e o interruptor (botão com trava ou chave). O interruptor é considerado o elemento de acionamento indireto do motor, ele é responsável por ligar ou desligar a bobina do contator. Utilizam-se ainda lâmpadas de sinalização, geralmente fixadas na porta do quadro, indicam o acionamento ou parada do motor sob condições normais ou anormais. FUNCIONAMENTO DA TAREFA Trataremos a seguir de um diagrama de força de um quadro de acionamentos para um motor elétrico de indução trifásica em partida direta, com possibilidade de ligação para tensões (220V/380V trifásicas). Para a rede de alimentação representada, este motor deverá ser ligado em estrela (Y), pois só dispomos de uma tensão trifásica na rede, 380VAC, que corresponde a maior tensão de ligação do motor, ou seja, ligação estrela. Supondo que os disjuntores “Q1” e “Q2” estejam fechados, quando o interruptor do circuito de comando “CH1” não está acionado, os contatos normalmente abertos 1(L1) – 2(T1), 3(L2) – 4(T2) e 5(L3) – 6(T3) do contator de força “C1” permanecem abertos.

1 2

Somatório de todas as formas de oposição à agem da corrente elétrica. Em caso de aplicação de fusíveis não é necessária a aplicação de disjuntor no sistema e vice-versa.

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Sob essa condição, a tensão da rede não chegará ao motor “M1” impedindo seu funcionamento. Considerando que nenhuma das proteções, fusível “F4”, disjuntor “Q2” e relé térmico “RT1” dispostas no circuito de comando sejam atuadas, ao acionarmos o interruptor (botão com trava ou chave) “CH1” a tensão elétrica disponibilizada ao circuito de comando chegará aos terminais A1 (fase) e A2 (neutro) da bobina do contator “C1” energizando-a com 220VAC.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado Quando a bobina do contator “C1” é energizada cria-se um campo magnético capaz de atrair o núcleo móvel do contator fazendo com que todos os seus contatos normalmente fechados abram e seus contatos normalmente abertos fechem, ou seja, nesta condição os contatos 1(L1) – 2(T1), 3(L2) – 4(T2) e 5(L3) – 6(T3) fecharão permitindo que a tensão elétrica da rede chegue aos terminais do motor “M1” possibilitando a circulação da corrente elétrica por suas bobinas, criando assim os campos eletromagnéticos girantes no estator que promovem o giro do eixo, ou seja, o motor “M1” entra em funcionamento.

Os contatos 13 e 14 de “C1” fecham permitindo a chegada da fase ao borne X1 da lâmpada de sinalização “H1”, como o condutor neutro já está ligado diretamente ao borne X2 a lâmpada acende no indicando que o motor “M1” foi energizado. Em caso de ocorrência de sobrecarga no motor “M1”, o bimetal do relé térmico “RT1” dilata-se devido ao efeito Joule acionando engrenagens internas do relé acionando os contatos elétricos. Ocorre então a abertura dos que são normalmente fechados (95 – 96) e fechamento dos que são normalmente abertos (97 – 98). A abertura dos contatos 95 – 96 do relé térmico “RT1” faz com que a tensão elétrica aplicada à bobina do contator “C1” e à lâmpada de sinalização “H1” seja suspensa impedindo seu funcionamento. Com isto o contator “C” volta à posição inicial impedindo o funcionamento do motor “M1” e a lâmpada apaga indicando que o motor “M1” foi desenergizado. O mesmo ocorre em caso de curto-circuito no sistema. LEMBRE-SE: Para realizar a montagem de uma chave de partida se faz necessário à observância de fatores importantes como as secções transversais, bitola, dos condutores do circuito de força, a seleção das proteções dentre outros. Estes fatores são determinados em função das características específicas do motor a ser acionado e das condições a que ele vai ser submetido. 47 PARTIDA DIRETA PARA MOTORES ELÉTRICOS TRIFÁSICOS – ACIONAMENTO POR BOTÃO PULSADOR DIAGRAMA DE FORÇA E COMANDO Esta chave de partida apresenta praticamente as mesmas características construtivas da partida direta com acionamento por botão com trava. A diferença apresentada é observada no circuito de comando onde existem componentes e interligações diferentes. Adota-se dois botões pulsadores, um NA e outro NF, utilizados para ligar e desligar respectivamente o motor, um contato auxiliar de “C1” a mais do que no acionamento com chave e aplicação de mais uma lâmpada de sinalização para indicação do defeito “Sobrecarga no Motor”.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado FUNCIONAMENTO DA TAREFA Diagrama de Força O diagrama de força desta chave apresenta o mesmo funcionamento da chave de partida direta com acionamento por chave, interruptor ou botão com trava. Diagrama de Comando Com todas as proteções, fusível ”F4”, disjuntor “Q2” e relé térmico “RT1”, nas posições normais de funcionamento a fase do circuito ará pelos contatos 11(C) e 12(NC) do botão pulsador “BO1” e chega aos contatos 13(C) do botão “B11”, 13 e 23 de “C1”. Como todos esses encontram-se nenhuma das cargas (“C1”, “H1” e “H2”) do comando será energizada, e conseqüentemente o motor “M1” não será acionado.

Ao acionarmos o botão “B11” fechando seus contatos 13(C) e 14(NO) a tensão elétrica chaga ao borne A1 da bobina do contator “C1”, circula então uma corrente elétrica por esta bobina gerando um campo eletromagnético capaz de atrair o núcleo móvel do contator que movimenta os contatos elétricos fazendo os que são fechados abrirem e os que são abertos fecharem.

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Dessa maneira os contatos 13 e 14 de “C1” fecham permitindo que a corrente elétrica que antes ava pelos contatos 13(c) e 14(NO) de “B11” e também por eles.

Quando soltamos o botão “B11” a corrente elétrica continua circulando pelos contatos 13 e 14 de “C1” mantendo o contator em funcionamento, por este motivo esse contato é conhecido por “contato de selo” ou “retenção”.

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Com todos os contatos do contator “C1” fechados a tensão elétrica também chega ao borne X1 da lâmpada de sinalização “H1” fazendo-a acender no do quadro indicando que o motor “M1” foi energizado. Para desligar o sistema basta pressionar o botão “B01” abrindo os contatos 11(C) – 12(NC), pois estes encontram-se em série com o restante do circuito de comando e quando abertos impedem a agem da corrente elétrica necessária ao funcionamento. Em caso de ocorrência de sobrecarga no motor o relé térmico atuará abrindo os contatos 95 – 96 impedindo o funcionamento do contator e fechando os contatos 97 – 98 fazendo com que chegue tensão no borne X1 da lâmpada de sinalização “H2”. 48 DIAGRAMA DE COMANDO SIMPLES PARA EQUIPAMENTOS DE REFRIGERAÇÃO COM DEGELO NATURAL 48.1.1 FUNCIONAMENTO DE UMA CÂMARA FRIGORÍFICA SIMPLES Ciclo de Refrigeração O fluido refrigerante no estado líquido entra no evaporador sob baixa pressão e temperatura, absorve calor do ar que circula através das aletas por convecção forçada e vaporiza-se, este ar por sua vez retira calor dos alimentos ou meio a ser refrigerado. Em seguida o fluido é succionado do interior do evaporador no estado de vapor a baixa pressão e temperatura pelo compressor, por meio da linha de sucção. O compressor comprime o fluido refrigerante descrevendo um processo praticamente isentrópico e descarrega-o no condensador através da linha de descarga, com pressão e temperatura bem mais elevada, o fluido refrigerante inicia o seu processo de rejeição de calor, ou seja, começa a liberar calor para o meio externo até atingir a pressão e temperatura de condensação, ando do estado gasoso para o estado líquido.

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Da saída do condensador, onde deseja-se que o fluido saia totalmente na fase líquida, o fluido segue para o tanque de líquido, onde, condensado acumula-se na parte inferior e através de um tubo chamado de pescador ele sai do tanque totalmente na fase líquida seguindo através da linha de líquido ando pelo filtro secador, visor de líquido ainda liberando calor para o ambiente externo, diz-se que o fluido esta subresfriando, até chegar a válvula de expansão ou tubo capilar (dispositivo de expansão) responsável pela descompressão do fluido refrigerante, levando-o da pressão de condensação para pressão de evaporação. Na saída do dispositivo de expansão, entrada do evaporador, o fluido refrigerante sofre queda de pressão e temperatura, expandindo-se a então para a fase vapor novamente retirando calor do ambiente interno e dando novamente inicio ao seu processo de refrigeração. 49 DEGELO (DEFROST) Quando o sistema está funcionando em refrigeração ocorre a formação de gelo nas serpentinas do evaporador, esta formação se dá devido à condensação e posterior solidificação da umidade (H 2O) contida no ar do ambiente interno da câmara ao tocar a superfície “fria” das serpentinas. Conforme ocorre a abertura e fechamento das portas da câmara, ocorre também renovação do ar interno e com isso o fornecimento de umidade, que congelará entre as aletas do evaporador podendo ocasionar o bloqueio do mesmo por formação excessiva de gelo. Este gelo depositado entre as aletas acaba atuando como um isolante entre o ar do ambiente e o fluido refrigerante, desta forma o fluido refrigerante não recebe a quantidade de calor adequada a sua completa vaporização, ocasionando assim o risco de golpe de líquido no compressor do sistema. É necessário então realizar uma operação chamada de degelo no sistema, este degelo consiste em fundir por completo todo o gelo formado entre as aletas do evaporador. Existem basicamente três formas de realização de degelo na linha comercial: degelo natural (que pode se dar através da circulação forçada de ar entre as aletas do evaporador), degelo por resistências elétricas e degelo por gás quente (utilizando vapor superaquecido). DEGELO NATURAL O degelo natural é geralmente utilizado em sistemas de refrigeração cuja temperatura interna da câmara é positiva, ou seja, acima de 0°C (ponto de congelamento da água sob pressão normal). Este degelo é realizado promovendo a parada do compressor mantendo os forçadores de ar do evaporador ligados, dessa forma cessa o efeito de refrigeração do fluido refrigerante, uma vez que ele não circula. Como os forçadores permanecem ligados a circulação do ar pelas aletas do evaporador é mantida fornecendo assim o calor necessário para que o gelo formado funda-se, derreta-se, e seja escoado para uma bandeja, sendo em seguida drenado através de uma tubulação para fora da câmara.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado DEGELO POR RESISTÊNCIAS Utilizado geralmente em sistemas que trabalham com temperaturas abaixo de 0°C (temperaturas negativas), o degelo por resistências é chamado assim por desempenhar sua função com auxílio de resistências elétricas, fixadas entre as aletas do evaporador, estas, quando acionadas aquecem as superfícies das aletas do evaporador fornecendo o calor necessário a fusão do gelo acumulado.

Durante este tipo de degelo os forçadores do evaporador devem ser desligados a fim de evitar que o calor gerado pelas resistências seja transmitido ao ar circulante e por conseqüência aos produtos armazenados, ocasionando assim o aumento de sua temperatura. O compressor também é desligado. Em algumas aplicações específicas, no sistema de comando da câmara, é adicionado um termostato bimetálico, ou termostato eletrônico, em série com o dispositivo de manobras das resistências, este termostato impede que ocorra o degelo se a temperatura interna da câmara estiver alta não permitindo a formação de gelo. Um exemplo mais claro do funcionamento desta aplicação é a realização do degelo quando ligamos o equipamento no estágio inicial, ou seja, depois de muito tempo parada, a temperatura interna da câmara tende a equilibrar-se com a temperatura do ambiente externo, sob esta temperatura não ocorre formação de gelo e no caso de um degelo na partida estaríamos aquecendo as aletas do evaporador em vão, representando isto um desperdício de energia elétrica. DEGELO POR GÁS QUENTE (VAPOR SUPERAQUECIDO) O degelo por gás quente é aplicado também para máquinas que trabalham com temperaturas abaixo de 0°C e consiste no bloqueio da linha de líquido e da interligação controlada por uma válvula solenóide posicionada entre a descarga do compressor e a entrada do evaporador logo após a válvula de expansão. Durante a realização deste tipo de degelo os forçadores de ar são desligados e o compressor do sistema continua em funcionamento para garantir o bombeamento de vapor superaquecido ao evaporador, dessa forma quando acionado, o evaporador a a atuar para a máquina como um condensador, o fluido refrigerante ao ser descarregado pelo compressor sob alta pressão e temperatura é jogado para o evaporador liberando calor para o gelo acumulado ocasionando assim sua fusão, durante este processo parte do fluido refrigerante condensa saindo do evaporador na fase líquida pela linha de sucção, por este motivo é de extrema importância à aplicação de um separador de líquido (acumulador de sucção) dimensionado corretamente para evitar que esta parcela de fluido refrigerante na fase líquida adentre a câmara de issão do compressor causando problemas em seu funcionamento e até mesmo a quebra por golpe de líquido.

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50 DIAGRAMA ELÉTRICO DE FORÇA (DEGELO NATURAL)

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado DIAGRAMA ELÉTRICO DE COMANDO (DEGELO NATURAL)

CARACTERÍSTICAS DO COMANDO Este diagrama comanda um motor compressor monofásico ou trifásico (M1) que trabalhará em conjunto com um ou mais forçadores de ar do condensador (M2) e um ou mais forçadores de ar do evaporador (M3). Para acionamento manual, o quadro possui 2 chaves com trava – interruptores – responsáveis pelo acionamento dos forçadores de ar do evaporador – ventilação - (CH1) e do sistema de refrigeração (CH2). Para evitar que o compressor do sistema funcione sem que os forçadores de ar do evaporador estejam em funcionamento tornando possível a possibilidade de golpe de líquido no compressor, a chave CH2 está em série com a CH1, dessa forma o sistema de refrigeração só pode funcionar se os forçadores forem acionados, esta condição é reforçada ainda pela inserção de um contato auxiliar normalmente aberto (13 e 14) de C2 em série com a bobina do contator do compressor (C1) só permitindo seu acionamento em função do acionamento de C2 (forçador do evaporador). Em caso de curto-circuito no forçador de ar do evaporador, fato que deverá ocasionar sua parada, o disjuntos Q1 atuará desligando todo o circuito de força impedindo que o compressor funcione sob risco de incidência de golpe de líquido. O sistema conta com um controlador para ciclos periódicos de degelo - timer (T1) -, um termostato - TH1 -, proteção contra sobrecarga no compressor - relé RT1-, lâmpadas de sinalização visual para sistema em degelo - H1 - e compressor em operação - H2. Em caso de sobrecarga no compressor o sistema de ventilação (C2) poderá continuar funcionando para permitir que a câmara mantenha por um maior tempo a temperatura interna, garantindo assim que o produto seja conservado até que as causas da sobrecarga no compressor sejam sanadas e o sistema volte a funcionar normalmente. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 51 FUNCIONAMENTO DA TAREFA DIAGRAMA DE FORÇA O compressor trifásico só funcionará se o disjuntor Q1 estiver acionado permitindo assim que as fases R, S e T cheguem aos terminais do contator C1, que deverá fechar os contatos 1(L1), 3(L2) e 5(L3) com 2(T1), 4(T2) e 6(T3) quando sua bobina for acionada no circuito de comando, isso fará com que as fases cheguem aos terminais do motor M1 fazendo-o entrar em funcionamento. Em paralelo com o motor M1 temos um forçador de ar monofásico que será acionado no mesmo instante, pois a fase que ele precisa juntamente com o condutor neutro chegarão aos bornes de alimentação também fazendo-o funcionar. Os forçadores de ar do evaporador dependem do acionamento do contator C2. Quando acionado, C2 fecha os contatos 1(L1), 3(L2) e 5(L3) com 2(T1), 4(T2) e 6(T3) permitindo que a fase S e o condutor neutro N cheguem aos bornes de alimentação dos forçadores fazendo-os funcionar. DIAGRAMA DE COMANDO Ao acionar a chave CH1 a fase de comando chega ao terminal A1 do contator C2 energizando-o e acionando o forçador do evaporador e permitindo que o sistema de refrigeração possa funcionar. Ao acionar a chave CH2, a mesma fase alimenta o timer (T1), responsável pelo controle dos ciclos periódicos de degelo, a pelos seus contatos 3 (C) e 5 (NF), pelos contatos 13 e 14 de C2 que encontram-se fechados, pois o contator C2 foi energizado, pelo termostato (TH1) responsável pelo controle da temperatura do ambiente interno e também pelos contatos 95 e 96 do relé de sobrecarga do compressor chegando por fim a bobina do contator do compressor (C1) energizando-o. Com C1 energizado o compressor entra em operação pois os contatos 1, 3, 5 e 2, 4, 6 são fechados energizandoo, além de fechar atmbém os contatos 13 e 14 permitindo que a fase de comando chegue a lâmpada H2 sinalizando que o sistema de refrigeração está em funcionamento. Imediatamente quando o timer T1 é energizado é iniciada a contagem de um tempo de funcionamento em refrigeração pré-estabelecido pelo operador do sistema, findado este tempo o timer comuta seus contatos, abrindo de 3(C) com 5(NF) e fechando 3(C) com 4(NA), isso faz com que o contator C1 seja desenergizado desligando assim o compressor e com que a lâmpada de sinalização H1 seja acionada indicando que o degelo está em andamento. O timer contará agora o tempo de funcionamento do sistema em degelo e após a decorrência deste tempo torna a acionar o contator C1 voltando a funcionar o sistema em refrigeração. DIAGRAMA DE COMANDO SIMPLES PARA EQUIPAMENTOS DE REFRIGERAÇÃO COM “PUMP DOWN SYSTEM” E DEGELO POR RESISTÊNCIAS FUNCIONAMENTO DE UMA CÂMARA COM “PUMP DOWN SYSTEM” Quando em funcionamento a temperatura interna da câmara tende a baixar até o valor de temperatura desejada, chamado de set point, ao atingir este valor o termostato desliga a válvula solenóide que é responsável por permitir ou não a agem do fluido refrigerante até uma válvula de expansão. Quando desligada a válvula solenóide impede este fluxo de fluido refrigerante através da linha de líquido, fazendo com que a pressão no evaporador e na linha de sucção caia, pois o compressor neste momento continua funcionando recolhendo o fluido refrigerante do lado de baixa do sistema para o lado de alta, acumulando-o da descarga do compressor ando pelo condensador e tanque de líquido até a válvula solenóide.

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A pressão de sucção é monitorada por um pressostato de baixa que desligará o compressor assim que esta pressão atingir o valor pré-setado, parando a máquina. Durante esta parada, “por temperatura”, os forçadores do evaporador continuam acionados para garantir a circulação do ar “frio” no ambiente interno da câmara. A temperatura interna tenderá a aumentar, devido as trocas de calor de diversas fontes, lembre-se não existe isolante térmico perfeito, a válvula solenóide permanecerá desligada bloqueando a linha de líquido enquanto a temperatura interna não ultraar o valor de temperatura diferencial do termostato. Ao atingir esta temperatura o termostato aciona a válvula solenóide que permite assim a agem do fluido refrigerante que migra do lado de alta para o lado de baixa devido a diferença de pressão, desta maneira a pressão de sucção tende a aumentar. Quando a pressão de sucção eleva-se para um valor igual ou maior que a pressão diferencial do pressostato de baixa, este libera o funcionamento do motor compressor que reinicia o ciclo do fluido refrigerante provocando assim o efeito de refrigeração novamente. CARACTERÍSTICAS DO COMANDO Este diagrama comanda um motor compressor trifásico (M1) que trabalhará em conjunto com um ou mais forçadores de ar do condensador (M2) e um ou mais forçadores de ar do evaporador (M3). Para acionamento manual, o quadro possui 2 chaves com trava – interruptores – responsáveis pelo acionamento dos forçadores de ar do evaporador – ventilação - (CH1) e do sistema de refrigeração (CH2). Para evitar que o compressor do sistema funcione sem que os forçadores de ar do evaporador estejam em funcionamento tornando possível a possibilidade de golpe de líquido no compressor, a chave CH2 está em série com a CH1, dessa forma o sistema de refrigeração só pode funcionar se os forçadores forem acionados, esta condição é reforçada ainda pela inserção de um contato auxiliar normalmente aberto (13 e 14) de C2 em série com a bobina do contator do compressor (C1) só permitindo seu acionamento em função do acionamento de C2 (forçador do evaporador). Em caso de curto-circuito no forçador de ar do evaporador, fato que deverá ocasionar sua parada, o disjuntos Q1 atuará desligando todo o circuito de força impedindo que o compressor funcione sob risco de incidência de golpe de líquido. O sistema conta com um controlador para ciclos periódicos de degelo - timer (T1) -, um termostato - TH1 -, proteção contra sobrecarga no compressor - relé RT1-, lâmpadas de sinalização visual para sistema em degelo - H1 - e compressor em operação - H2. Em caso de sobrecarga no compressor o sistema de ventilação (C2) poderá continuar funcionando para permitir que a câmara mantenha por um maior tempo a temperatura interna, garantindo assim que o produto seja conservado até que as causas da sobrecarga no compressor sejam sanadas e o sistema volte a funcionar normalmente. Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado Neste sistema optou-se por proteger o motor trifásico contra os efeitos da falta de fase através da aplicação de um relé de falta de fases, conectando-o antes do disjuntor Q1. Os contatos 11 (C), 12(NF) e 14(NA) estão inseridos no circuito de comando e impedirão, em caso de atuação, apenas o funcionamento da refrigeração, uma vez que o único componente trifásico do sistema é o compressor. Essa configuração permite que na ocorrência de queda de uma das fases, que não seja utilizada no circuito de comando ou de alimentação dos forçadores de ar do evaporador, o sistema de ventilação da câmara permaneça em funcionamento tendendo a manter por um maior tempo a temperatura interna até que as causas da queda desta fase sejam solucionadas.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 52 DIAGRAMA DE FORÇA

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 53 DIAGRAMA DE COMANDO

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 54 SIMULADOR DE DEFEITOS – DEFEITOS MECÂNICOS

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado AR CONDICIONADO EXERCÍCIO 1 Determinando a Capacidade de Refrigeração A capacidade de refrigeração de um condicionado ar pode ser calculada do seguinte modo: 1)

Variáveis Preliminares

Usando as equações: 1.1)

Qref = m. h

Onde,

Qref = Capacidade de refrigeração m = Massa de ar em Kg/s h = Variação de entalpia em KJ/Kg 

1.2)

m =

Qar vesp

Onde, 

m = Massa de ar em Kg/s Qar = vazão de ar em m³/s vesp = Volume específico em m³/kg A vazão de ar poderá ser medida como: 1.3)

Qar = V  A

V = Velocidade do ar em m/s A = área do duto de insuflamento. 1.4)

h = Entalpia no ponto B – Entalpia no ponto A

Exemplo: Um condicionador de ar fornece ar na saída da serpentina de resfriamento (insuflamento) a 13 º C de bulbo seco e 11°C temperatura de bulbo úmido no ponto A (ver gráfico), enquanto o ar retorna para a serpentina a 25 º C de bulbo seco e 17°C de bulbo úmido no ponto B. A área de entrada de ar através do filtro de ar de retorno é 0.4m x 0.25m, e a velocidade média do ar medido neste momento é 1.5m/s.

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Solução: Plotados no gráfico psicrométrico A) A entalpia para o retorno do ar 25°C de bulbo seco e 17°C de bulbo úmido = 47 kj/kg, e a entalpia de do ar de insuflamento a 13°C de bulbo seco e 11°C de bulbo úmido = 32 kj/kg A variação de entalpia será 47 kj/kg – 32 kj/kg = 15 kj/kg

Qar = V  A = 0,4 x 0,25 x 1,5 Qar = 0,150 m3/s 

B)

m =

Qar vesp



m = Vazão do ar calculada Volume específico no ponto B Como o volume específico no ponto B = 0,855m³/kg Então, a massa será = C)

0,150_ = 0,175 kg/s 0,855 Então a capacidade de refrigeração será: Qref = m. h

Qref = 0,175kg/s x 15 kJ/kg = 2.625 kJ/s = 2.625 kW Reference: Australian Refrigeration and Air Conditioning Volume 2 Page 23.44, 23.45

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55 ANEXOS

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 56 RESISTÊNCIA ÔHMICA DOS SENSORES

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 57 SISTEMA DE CONTROLE SPLIT HI WALL INVERTER Os equipamentos Split´s Hi Wall X_Power (Carrier), MultiSplit Inverter (Carrier), Vita (Midea) e Primer (Midea) possuem tecnologia Inverter, na qual o fluxo de refrigerante é modulado pela variação de frequência no motor do compressor. O Sistema de Controle é formado por duas placas, uma na evaporadora e outra na condensadora, que se comunicam através de um cabo serial “S”. A placa da evaporadora possui basicamente os mesmos componentes das evaporadoras Hi Wall com velocidade fixa, porém a lógica é diferente. Por este motivo não é possível casar uma evaporadora Hi Wall comum com uma condensadora inverter. A Fig. mostra os componentes da unidade evaporadora de um Hi Wall Inverter.

Componentes da Unidade Evaporadora Split Hi Wall Inverter Obs.: As principais diferenças estão na condensadora: - As placas transformam uma entrada AC em DC variável. Nas unidades de 9 e 12 KBtu/h existem 2 placas para realizar esta tarefa, as demais capacidade utilizam uma placa na condensadora; - Um compressor Inverter (varia sua rotação) que trabalha com corrente contínua; - Reatores que filtram a tensão e corrigem o fator de potência; - Três sensores de temperatura: ambiente externo, serpentina e descarga; A transformação da tensão de alimentação que é monofásica 220VAC em corrente contínua é feita segundo o diagrama abaixo:

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A placa recebe tensão monofásica 220VAC e transforma em corrente contínua, liberando através de dois cabos 300VDC,. A placa libera tensão de saída que varia entre 30 e 60VDC através de três cabos que são conectados ao compressor, aos bornes M, V e W. A tensão DC é liberada conforme gráfico a baixo:

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado A figura seguir mostra os componentes da unidade condensadora de um Hi Wall Inverter.

FUNÇÕES BÁSICAS Time Guard: Intervalo de 3 minutos toda vez que o compressor for religado; Retardo de ligação do ventilador interno: Intervalo de 3 minutos toda vez que o compressor for religado; Funcionamento do ventilador externo de duas velocidades: Intervalo de 3 minutos toda vez que o compressor for religado. OPERAÇÃO FORÇADA A operação forçada poderá ser usada para ligar o equipamento sem o controle remoto. Para tanto será utilizado o botão AutoCool localizado junto à borneira da evaporadora. Estando o equipamento desligado, ao pressionar-se o botão (1) uma vez, o sistema assumirá o modo automático (AUTO) forçado, pressionando o botão ( 2 ) vezes o sistema assumirá o modo refrigeração forçada.

No modo refrigeração forçada o compressor irá operar com velocidade F2 e velocidade baixa por 30 minutos, após este tempo o sistema assumirá o modo AUTO, com set-point de 24ºC; No modo AUTO forçado, o sistema assume set-point de 24ºC; Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Para desativar a operação de emergência será necessário manter o botão (1) pressionado por aproximadamente 5 segundos ou utilizar o controle remoto 58 LÓGICA DE FUNCIONAMENTO DO COMPRESSOR INVERTER A lógica de funcionamento de um compressor inverter utiliza como parâmetros a temperatura do sensor de ambiente interno (T1) e a temperatura configurada no controle (T5). Após a partida, a frequência de rotação do compressor segue à seguinte regra: Quando o ΔT (Refrigeração) ou o ΔTh (Aquecimento) altera, a frequência de rotação aumenta ou diminui, trocando de zona conforme mostrado no gráfico. Zona A: A frequência sobe até o grau máximo F8; Zona B: Mantém a frequência atual do compressor; Zona C: Diminui a frequência do compressor até F1; Zona D: Quando em refrigeração, o compressor para após funcionar em F1 por 1h ou até ΔT for menor que - 2⁰C e quando em aquecimento, o compressor para após funcionar em F1 por 1h ou ΔTh for maior que 6⁰C.

O quadro a seguir mostra os limites de rotação para cada capacidade de equipamento operando em refrigeração e aquecimento.

LÓGICAS DE PROTEÇÃO - PROTEÇÃO CONTRA CONGELAMENTO DO EVAPORADOR (FR) Com o equipamento funcionando no modo refrigeração, se a temperatura medida no sensor de serpentina interna atingir 0ºC, o compressor é desligado, voltando a funcionar quando a temperatura da serpentina atingir 5ºC.

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O sensor de serpentina interna é do tipo NTC 25ºC – 10KΩ, cuja tabela se encontra no Anexo. PROTEÇÃO CONTRA ALTA TEMPERATURA NO EVAPORADOR (CR) Esta proteção evita que o compressor trabalhe com alta pressão de descarga quando em modo aquecimento (CR) e está baseada na informação de temperatura do sensor de serpentina da unidade interna. Se a temperatura medida no sensor de serpentina interna for maior que 60ºC, o compressor é desligado, voltando a funcionar quando esta baixar de 48ºC. PROTEÇÃO CONTRA ALTA TEMPERATURA NO CONDENSADOR (FR) Se a temperatura medida no sensor da serpentina externa for maior que 60ºC por 5 segundos, o compressor para imediatamente e religa somente quando a temperatura da serpentina for menor que 52ºC;

O sensor de serpentina externa é do tipo NTC 25ºC – 10KΩ, cuja tabela se encontra no anexo. PROTEÇÃO CONTRA ALTA TEMPERATURA DO COMPRESSOR Para tal proteção as unidades condensadoras são dotadas de sensor de descarga, posicionado em um poço térmico soldado ao tubo de descarga.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado O sensor de descarga é do tipo NTC 25ºC – 56KΩ, cuja tabela se encontra no anexo. Quando a temperatura medida no sensor de descarga (Td) ultraa 90ºC, a frequência de rotação do compressor é reduzida, voltando ao normal quando a temperatura (Td) baixar de noventa. O nível de rotação do compressor pode ser monitorado através de led´s na placa do display. Se Td ultraar 115ºC, e permanecer nesta temperatura por mais de 5 segundos o compressor desliga, retornando a ligar quando Td baixar de 90ºC. 59 FUNÇÃO DEGELO Com o equipamento funcionando para aquecimento, a função degelo protegerá o compressor contra um possível retorno de líquido (quebra do compressor). A LÓGICA ABAIXO ESTÁ BASEADA NA MEDIDA DO SENSOR DE SERPENTINA EXTERNA: 1 . Se a unidade funcionar com a temperatura medida no sensor da serpentina externa menor que 3ºC por mais de 2 horas ou permanecer em -2ºC por mais de 3 minutos, a função de degelo é ativada; 2 . O degelo termina quando uma das condições abaixo for satisfeita: a ) A temperatura da serpentina externa ultraa 12ºC; b ) A temp. da serpentina externa ultraa 8ºC e permanece por 80 segundos; c ) A unidade funciona por 10 minutos em modo degelo. 60 SEGURANÇA NO MANUSEIO Antes de iniciar qualquer tipo de intervenção na placa de controle é recomendada a descarga dos capacitores. Isto pode ser feito conectando uma resistência (25 – 40W) nas trilhas dos capacitores, na parte de baixo da placa.

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61 ANEXOS – CÓDIGOS DE ERROS

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado LINHA CARRIER – HI WALL – X POWER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado LINHA LG    

Hero Inverter Libero Art Cool Inverter Libero E Inverter Libero R Inverter

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado TROUBLE SHOOTING (Resolução de problemas) Aviso: Antes de verificar a placa da unidade consensadora, desligue a alimentação elétrica e aguarde 3 minutos para iniciar os testes. Ao fazer as leituras da placa certifique-se de que o equipamento esteja desligado. Com auxílio de um multiteste verifique se componentes em curto.

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 62 DIAGRAMA PRESSÃO ENTALPIA – R 22

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado 63 SISTEMA PARALELO COM DUAS TEMPERATURAS DISTINTAS

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado REGULADOR KVP MONTADO NA LINHA DE SUCÇÃO APÓS O EVAPORADOR Manter uma pressão de evaporação constante e, portanto uma temperatura constante, na superfície do evaporador. A regulagem é feita estrangulan do-se a linha de sucção, adaptando-a a quantidade de gás refrigerante à carga do evaporador.2. Proteger contra uma pressão de evaporação demasiadamente baixa (por exemplo, como proteção contra o congelamento, em um resfriador de água). O regulador fecha quando a pressão no evaporador diminui abaixo do valor ajustado.

Válvula reguladora da pressão de evaporação REGULADOR DE PRESSÃO DE CÁRTER TIPO KVL É montado na linha de sucção, antes do compressor. Protege o motor do compressor contra sobrecargas durante o arranque, após longos períodos de parada ou após degelo (pressão elevada no evaporador). Capacidades de até 72 kW, Para R-22, R-134a, R 404A, R-507 e R-407C e outros refrigerantes fluorados.

Válvula reguladora de pressão – instalada na sucção REGULADORA DE PRESSÃO NO CONDENSADOR E TANQUE DE LÍQUIDO POR MODULAÇÃO (KVD + KVR) O KVD é um regulador de pressão por modulação. Abre quando a pressão no recipiente diminui e permite a agem de gás quente para manter a pressão do recipiente de acordo com a regulagem do regulador (ajustável). O conjunto KVD + KVR forma um sistema de regulagem utilizado para manter uma pressão constante e adequadamente elevada no condensador e no recipiente de líquido de instalações providas de recuperação de calor, e em instalações de refrigeração e ar condicionado equipadas com condensadores resfriados por ar e tanque líquido.

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Válvula reguladora da pressão do condensador e tanque de líquido REGULADORES DE PRESSÃO DE CONDENSAÇÃO (KVR E NRD) Os sistemas reguladores KVR e NRD são utilizados para manter uma pressão constante e suficientemente alta no condensador e no recipiente de líquido em instalações de refrigeração e ar condicionado com condensadores resfriados a ar e equipado com tanque de líquido.

Válvulas NRD + KVD no equilíbrio da pressão de condensação REGULADORES DE PRESSÃO DE CONDENSAÇÃO (VÁLVULAS PARA ÁGUA) As válvulas para água controladas por pressão tipos WVFM, WVFX e WVS são utilizadas para regular o fluxo de água em instalações de refrigeração com condensadores refrigerados por água. Utilizando-se válvulas para água, consegue-se uma regulagem modulada da pressão de condensação praticamente constante durante o funcionamento. Quando a instalação de refrigeração é desligada, a circulação de água de refrigeração é automaticamente interrompida.

Válvula reguladora de pressão de condensação a água Centro de Tecnologias do Gás e Energias Renováveis – CTGAS – ER

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Técnicas de Análise de Defeitos em Refrigeração e Ar Condicionado REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS STOECKER, Wilbert F. e JONES, W. Jerold – Refrigeração e ar condicionado, 1985. MILLAR, D. et al. The Cambridge Dictionary of Scientists. Cambridge University Press, 1996. GLOBO. Enciclopédia da Ciência, Editora Globo, Rio de Janeiro, 1996. SILVA, Josué Graciliano da. Introdução à Tecnologia da Refrigeração e da Climatização. São Paulo: Artliber Editora, 2003 DOSSAT, Roy J. Princípios de Refrigeração. São Paulo: Hemus, 1986. EDMINISTER, Joseph A. Circuitos Elétricos; tradução Lauro santos Blandy, 2a ed. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1985. BLONDEL, C. A.-M. Ampere et la creation de l'electrodynamique, (1820-1827) Paris:1982. Internet: UNICAMP: Universidade Estadual de Campinas –Biografia de James Watt, http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/person/watt.htm, Disponível em 17.01.2005 USP : Universidade de São Paulo - Biografia de André Marie Ampére e Alessandro Volta, http://fisica.cdcc.sc.usp.br/Cientistas/AndreAmpere.html; http://fisica.cdcc.sc.usp.br/Cientistas/AlessandroVolta.html, Disponível em 17.01.2005 SALA DE FÍSICA – Biografia de George Simon Ohm, http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica9/biografias/ohm.htm, Disponível em 17.01.05 UFRGS: Universidade Federal do Rio Grande do http://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/fismod/, Disponível em 13.10.05

Sul

–

Física

Moderna,

Multifrio - http://www.multifrio.com.br/index.php/conteudo/show/id/6 - ado dia 02/06/2015 Apostilas: SENAI: Eletricidade Industrial Eletricista de Manutenção Comandos Elétricos Aplicados á Refrigeração PROJEÇÕES - PROGRAMA DE TREINAMENTO DANFOSS - BRSC – E & T - ENG. NEWTON DA SILVA APOSTILA “TREINAMENTO TÉCNICO AVANÇADO”- ENG. FERNANDO GONÇALVES COELHO - HEATCRAFT DO BRASIL LTDA. MANUAL DE CONTROLADOR FULLGAUGE TC 900 RI.

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