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VENTILAO FORADA E AR CONDICIONADO
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Coleco Formao Modular Automvel
Ttulo do Mdulo Ventilao Forada e Ar Condicionado
Coordenao Tcnico-Pedaggica CEPRA - Centro de Formao Profissional da Reparao AutomvelDepartamento Tcnico Pedaggico
Direco Editorial CEPRA - Direco
Autor CEPRA - Desenvolvimento Curricular
Maquetagem CEPRA Ncleo de Apoio Grfico
Propriedade Instituto de Emprego e Formao ProfissionalAv. Jos Malhoa, 11 - 1000 Lisboa
Edio 3.0 Portugal, Lisboa, 2000/03/14
Depsito Legal 148447/00
Copyright, 2000
Todos os direitos reservados
IEFP
Produo apoiada pelo Programa Operacional Formao Profissional e Emprego, confinanciado pelo
Estado Portugus, e pela Unio Europeia, atravs do FSE
Ministrio de Trabalho e da Solidariedade - Secretaria de Estado do Emprego e Formao
Referncias
Ventilao Forada e Ar Condicionado
ndice
NDICE
DOCUMENTOS DE ENTRADA
OBJECTIVOS GERAIS .................................................................................................. E.1
OBJECTIVOS ESPECFICOS ....................................................................................... E.1
PR-REQUISITOS ......................................................................................................... E.2
CORPO DO MDULO
0 INTRODUO ..........................................................................................................0.1
1 SISTEMA DE VENTILAO FORADA ..................................................................1.1
1.1 TRANSPORTE E DISTRIBUIO DE AR ......................................................................1.2
1.1.1 COMANDOS E COMPONENTES DA DISTRIBUIO DE AR .........................1.4
1.2 COMANDOS E ACTUADORES DO SISTEMA ...............................................................1.5
1.3 CIRCUITO HIDRULICO ................................................................................................1.9
1.4 ESQUEMAS ELCTRICOS, VELOCIDADES POR RESISTNCIA .............................1.10
1.5 AQUECIMENTO ALTERNATIVO ...................................................................................1.11
1.5.1 PR-AQUECEDOR DO LQUIDO DE ARREFECIMENTO ..............................1.11
1.6 ESQUEMAS ELCTRICOS, VELOCIDADES POR
COMANDO ELECTRNICO .........................................................................................1.13
2 AR CONDICIONADO .................................................................................................2.1
2.1 INTRODUO ................................................................................................................2.1
2.2 TCNICA DO FRIO .........................................................................................................2.2
2.2.1 CLIMA .................................................................................................................2.2
2.2.2 PRINCPIOS BSICOS ......................................................................................2.4
2.3 O PRODUTO REFRIGERANTE ...................................................................................2.11
2.3.1 HISTORIAL ......................................................................................................2.14
2.3.2 A ATMOSFERA ................................................................................................2.15
2.3.3 PRODUTO ECOLGICO (R 134A VERSUS R12) ..........................................2.17
Ventilao Forada e Ar Condicionado
ndice
2.4 FUNCIONAMENTO DO AR CONDICIONADO .............................................................2.19
2.4.1 CIRCUITO DO AGENTE FRIGORFICO ..........................................................2.21
2.5 COMPONENTES DO AR CONDICIONADO .................................................................2.23
2.5.1 O COMPRESSOR ............................................................................................2.24
2.5.2 VLVULA REGULADORA ................................................................................2.36
2.5.3 VLVULA EXPANSORA , TXV, E ORFICIO ....................................................2.41
2.5.4 O CONDENSADOR ...........................................................................................2.45
2.5.5 VENTILADOR DO RADIADOR ..........................................................................2.46
2.5.6 O EVAPORADOR ..............................................................................................2.48
2.5.7 FILTRO SECADOR (DESIDRATADOR) ............................................................2.49
2.5.8 CIRCUITO DE SEGURANA ............................................................................2.53
2.5.9 PARTICULARIDADES DO SISTEMA ................................................................2.59
2.6 ASSISTNCIA TCNICA .............................................................................................2.61
2.6.1 TESTE DE RENDIMENTO ...............................................................................2.62
2.6.2 MANMETROS (EXEMPLOS) ..........................................................................2.63
2.6.3 MEDIO DE TEMPERATURA ........................................................................2.67
2.6.4 DETECO DE FUGAS ...................................................................................2.68
2.6.5 CARGA DO SISTEMA ......................................................................................2.71
2.6.6 ESTAES DE SERVIO ................................................................................2.76
2.6.7 EVACUAO, RECICLAGEM E ENCHIMENTO .............................................2.78
3 HIGIENE E SEGURANA .........................................................................................3.1
BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................. C.1
DOCUMENTO DE SADA
PS-TESTE ...................................................................................................... S.1
CORRIGENDA DO PS-TESTE ...................................................................... S.7
ANEXOS
EXERCCIOS PRTICOS .............................................................................................. A.1
GUIA DE AVALIAO DOS EXERCCIOS PRTICOS ................................................ A.3
DOCUMENTOSDE
ENTRADA
DOCUMENTOSDE
ENTRADA
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Objectivos Gerais e Especficos do Mdulo
E.1
OBJECTIVOS GERAIS E ESPECFICOS
No final deste mdulo, o formando dever ser capaz de:
OBJECTIVO GERAL DO MDULO
Ficar apto para identificar os componentes e descrever o funcionamento
de um sistema de ventilao e ar condicionado instalado em veculos, bem
como diagnosticar e reparar avarias dos mesmos.
OBJECTIVOS ESPECFICOS
No final deste mdulo, o formando dever ser capaz de:
Descrever, sem margem de erro, o princpio de funcionamento do sistema de ventilao e ar condicionado em veculos.
Efectuar carga e recuperao de gs de sistemas de ventilao e ar condici-
onado na reparao.
Aplicar as normas de segurana a respeitar na reparao, montagem e des-
montagem de sistemas de ventilao e ar condicionado de veculos.
Identificar os diversos equipamentos existentes no mer-cado para a repara-
o, carga, recuperao e deteco de fugas em sistemas de ar condicio-
nado.
Ventilao Forada e Ar Condicionado
PR-REQUISITOS
COLECO FORMAO MODULAR AUTOMVEL
OUTROS MDULOS A ESTUDAR
Legenda
Construo daInstalao Elctrica
Componentes doSistema Elctrico e
sua simbologiaElectricidade Bsica
Magnetismo eElectrogagnetismo -Motores e Geradores
Tipos de Baterias e sua Manuteno
Tecnologia dos Semi-Condutores -Componentes
Circ. Integrados,Microcontroladores e Microprocessadores
Leitura e Interpretao de Esquemas Elctricos Auto
Caractersticas e Funcionamento dos
MotoresDistribuio
Clculos e CurvasCaractersticas do
MotorSistemas de Admisso
e de Escape
Sistemas deArrefecimento
Lubrificao deMotores e
TransmissoAlimentao Diesel
Sistemas deAlimentao por
CarburadorSistemas de Ignio
Sistemas de Carga e Arranque
Sobrealimentao Sistemas deInformao
Lmpadas, Faris e Farolins
Focagem de FarisSistemas de Aviso
Acsticos e Luminosos
Sistemas deComunicao
Sistemas de Segurana Passiva
Sistemas de Conforto e Segurana
Embraiagem e Caixas de Velocidades
Sistemas de Transmisso
Sistemas deTravagem Hidrulicos
Sistemas de DirecoMecnica e Assistida
Geometria de Direcorgos da Suspenso e seu Funcionamento
Diagnstico e Rep. deAvarias no Sistema de
Suspenso
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Sistemas deSegurana Activa
Sistemas ElectrnicosDiesel
Diagnstico eReparao em
Sistemas Mecnicos
Unidades Electrnicasde Comando, Sensores e
Actuadores
Sistemas de Injeco Mecnica
Sistemas de Injeco Electrnica
Emisses Poluentes eDispositivos de
Controlo de Emisses
Anlise de Gases de Escape e Opacidade
Diagnstico eReparao em
Sistemas com GestoElectrnica
Diagnstico eReparao em
Sistemas Elctricos Convencionais
Rodas e Pneus ManutenoProgramada
Termodinmica
Gases Carburantes eCombusto
Noes de MecnicaAutomvel para GPL
Constituio deFuncionamento doEquipamento Con-versor para GPL
Legislao Especfica sobre GPL
Processos deTraagem e
PuncionamentoProcessos de Corte e
Desbaste
Processos de Furao, Mandrilagem e
Roscagem
Noes Bsicas de Soldadura Metrologia
Rede Elctrica eManuteno de
Ferramentas Elctricas
Rede de Ar Comp. e Manuteno de
FerramentasPneumticas
Ferramentas Manuais
Mdulo emestudo
Pr-Requisito
Introduo aoAutomvel
Desenho Tcnico Matemtica (clculo) Organizao OficinalFsica, Qumica e
Materiais
Sistemas de Travagem Antibloqueio
E.2
Pr-Requisitos
CORPODO
MDULO
CORPODO
MDULO
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Introduo
0.1
0 - INTRODUO
Por todo o mundo, o automvel um componente imprescindvel do nosso dia-a-dia, desde a poca
em que aparece (mais de cem anos) que aumentam os seus adeptos, admiradores assombrados com
a faanha da descoberta e fascinados com a tecnologia. Qualquer pretexto bom para conduzir, sendo
imprescindvel a segurana e o conforto. Para tais requisitos de enorme importncia a climatizao do
habitculo, pois a temperatura, o vento, a humidade, so determinantes para o bem-estar, e proporcionar
uma conduo segura.
A estabilidade e insonorizao da viatura, so perturbadas com a abertura de vidros durante a
deslocao da mesma. Gases de escape e cheiros no devem entrar no habitculo.
Complexos sistemas equipam hoje as viaturas, acentando a sua tecnologia em conceitos conhecidos,
mas por processos diferentes.
No o objectivo deste mdulo abordar pontualmente um ou outro sistema, mas sim generalizar
dotando o tcnico de conhecimentos, que adaptados a cada caso, ser de elevada importncia no
xito da interveno no sistema abordado neste mdulo.
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Sistema de Ventilao Forada
1.1
1 SISTEMA DE VENTILAO FORADA
Com este sistema, pretende-se que um fluxo de ar controlado, entre no habitculo, seja filtrado e
aquecido ou no conforme as necessidades.
Assim, em todas as viaturas instalado (desde h muito) um sistema de aquecimento do habitculo.
Este sistema consiste em fazer circular um fluxo de ar atravs de um radiador em derivao com o
circuito do lquido de arrefecimento do motor. Havia casos em que era utilizado ar quente proveniente
do ambiente do motor por estes no usarem arrefecimento por lquido. Esta a forma de aquecer o
habitculo. A forma de o arrefecer, ser ainda objecto de estudo neste mdulo.
Fig. 1.1 Ventilao do habitculo
A deslocao do veculo aproveitada para forar o ar a entrar no habitculo, e assim a ventilao
faz-se da frente para trs, entrando filtrado, controlado e sai do habitculo pela traseira do veculo
(zona da chapa de matrcula, pra-choques, farolins traseiros, etc.) ou at como mostra a fig. 1.1, pela
lateral no pilar B.
Ventilao Forada e Ar Condicionado1.2
Sistema de Ventilao Forada
1.1 TRANSPORTE E DISTRIBUIO DE AR
As duas figuras seguintes mostram um dos sistemas de ventilao do habitculo. Na fig. 1.2 o ar circula
atravs do permutador (radiador) e portanto, ar quente (caso o lquido de arrefecimento do motor
tambm o esteja). Na fig. 1.3 o fluxo de ar desviado pela comporta de mistura (3) e no atravessa o
permutador (radiador), portanto gera ar temperatura ambiente.
1 Permutador de calor para o habitculo; 2 Evaporador (se existir A/C);
3 Comporta misturadora.
Fig. 1.2 Ventilao de ar quente
A temperatura do ar enviado aos difusores assim neste caso determinada pela posio da comporta
de mistura (3 na Fig. 1.2), a qual pode desviar o fluxo de ar proveniente do exterior directamente para
a zona de distribuio ou para o permutador de calor.
Ventilao Forada e Ar Condicionado 1.3
Sistema de Ventilao Forada
1 Permutador de calor para o habitculo; 2 Evaporador (se existir A/C);
3 Comporta misturadora
Fig. 1.3 Ventilao sem aquecimento do ar
A temperatura que sai nos difusores conseguida (como atrs foi referido) fazendo circular o lquido
de arrefecimento atravs de um radiador situado dentro do habitculo, oculto pelo tablier.
Foi nalguns casos utilizado um sistema diferente, pois no existindo lquido de arrefecimento, restava a
utilizao do calor do motor da viatura, canalizado para dentro do habitculo. Presentemente, utilizando
o radiador dentro do habitculo (1 na Fig. 1.3), dois sistemas subsistem:
Circulao permanente do lquido atravs do radiador do habitculo, e controlo do
ar atravs da comporta (como na figura);
Circulao do lquido atravs do radiador do habitculo interrompida por uma vlvu-
la (elctrica ou mecnica).
Ventilao Forada e Ar Condicionado1.4
Sistema de Ventilao Forada
1.1.1 COMANDOS E COMPONENTES DA DISTRIBUIO DE AR
1 Selector de temperatura; 2 Selector de velocidades do ventilador 3 Selector de posio de ventilao; 4 Ar condicionado, se existir 5 Recirculao de ar
Fig. 1.4 Painel de comando do sistema de ventilao do habitculo
A direco do fluxo de ar que
entra no habitculo contro-
lada por comportas e para
controlar a quantidade utili-
zado recorrer a um ventila-
dor com vrias velocidades,
pois a velocidade de deslo-
cao do veculo no per-
mite controlar a entrada de ar na quantidade desejvel, em
todas as situaes.
1 Permutador de calor; 2 Motor; 3 Turbina; 4 Colector; 5 Cobertura; 6 Cobertura; 7 Suporte; 8 Conduta de condensao (se existir A/C); 9 Conduta de ventilao flex-vel; 10 Conduta de ventilao rgida; 11 - Difusores.
Fig. 1.5 Componentes do sistema de ventilao do habitculo
Ventilao Forada e Ar Condicionado 1.5
Sistema de Ventilao Forada
1.2 COMANDOS E ACTUADORES DO SISTEMA
Fig.1.6 Distribuio de fluxos de ar
1 Painel de comandos; 2 Selector de temperatura; 3 Selector de velocidades; 4 Recirculao de ventilao; 5 Recirculao de fluxo de ar; 6 Resistncias para velocidade; 7 Ventilador; 8 Permutador; 9 Fichas.
Fig.1.7 Sistemas de ventilao
Ventilao Forada e Ar Condicionado1.6
Sistema de Ventilao Forada
A fig. 1.7 mostra um tipo de comandos intermdio no que diz respeito tecnologia aplicada, ou seja,
existem sistemas em que todos os actuadores so mecnicos (por cabo, pneumtico ou tirante):
Comando das comportas controladoras de fluxo de ar;
Comando da comporta de recirculao;
Comando da comporta misturadora (caso exista);
Comando da vlvula do circuito hidrulico (caso exista);
Existem tambm em viaturas de uma segmento superior sistemas de climatizao em que:
As comportas so accionadas electricamente;
A vlvula do circuito hidrulico accionada electri-camente.
Neste caso (fig. 1.7) as comportas so accionadas por cabo, sendo a recirculao de ar accionada
electricamente, com temporizao.
Exemplo de uma vlvula mecnica:
1 Motor
2 Permutador (radiador)
3 Accionamento por depresso
Fig. 1.8 Vlvula hidrulica mecnica (pneumtica)
1
2
3
Ventilao Forada e Ar Condicionado 1.7
Sistema de Ventilao Forada
A Recirculao de ar uma caracterstica da maioria dos sistemas, e permite que o ar circule apenas
no habitculo fechando a entrada de ar (quase totalmente) do exterior. Situao necessria quando em
utilizao de percursos com poeira ou cheiros.
A Ar exterior.
B Ar do habitculo.
C Habitculo.
1 Comporta de recirculao.
2 Motor de ventilador.
Fig.1.9 Recirculao
A velocidade do ar que entra no habitculo tambm deve ser controlada para evitar mal estar aos
ocupantes. Comprovou-se que a velocidade do ar deve estar compreendida entre 7 e 25cm/seg dado
que a velocidade do veculo influencia a entrada de ar no habitculo, a rotao do ventilador interno
controlada (nalguns sistemas) pela unidade de climatizao de modo a manter constante, tanto quanto
possvel, o caudal de ar a entrar no habitculo.
Esta particularidade do sistema de ventilao do habitculo, a recirculao, accionada manualmente
por um interruptor (Fig. 1.10) situado (normalmente) na consola do tablier.
1 Interruptor
Fig. 1.10 Comando de recirculao de ventilao
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Sistema de Ventilao Forada
1.8
No entanto, em veculos de um segmento elevado, existem sistemas automticos de recirculao,
dependentes de um sensor de qualidade do ar, reagindo a gases de escape ou industriais, informando
a unidade electrnica de climatizao e esta por sua vez, fazendo actuar o pequeno motor elctrico que
faz girar a comporta, fechando a entrada de ar no habitculo.
Nalguns casos tambm com sistemas de gesto de climatizao, o fecho do habitculo temporizado,
no indo para alm de 20 minutos, a partir da (variando tambm com o nmero de ocupantes,
com a humidade atmosfrica e com a diferena trmica entre o interior e o exterior) o ar torna-se
excessivamente viciado, e seco.
O Sistema de ventilao foi dotado de um filtro (a partir dos anos 90 tornou-se mais popular), de
modo a que todo o ar que entra no habitculo ter necessariamente que por ele passar, para obter a
melhor qualidade possvel do ar e evitar a entrada de substncias nocivas, este filtro tem substituio
programada(em funo do fabricante da viatura). Em mdia tem uma vida til de 30.000 kms.
1 Caixa do filtro; 2 Suporte; 3 Filtro de plen
Fig. 1.11 Filtro de habitculo
1 2 3
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Sistema de Ventilao Forada
1.9
1.3 CIRCUITO HIDRULICO
Este circuito importante no que diz respeito parte de aquecimento da ventilao. O permutador
2 (ou radiador de chauffage) um circuito em derivao com o circuito de arrefecimento do motor
(aconselha-se abrir a vlvula hidrulica 8 para melhor purgar o circuito do lquido de arrefecimento,
caso seja necessrio uma interveno e este nvel), a vlvula hidrulica interrompe apenas um dos dois
tubos do circuito do permutador 2, e tem desvantagem de tornar este sistema mais lento na reaco
das mudanas quente para frio ou vice versa (operadas pelo utilizador), em relao ao outro sistema
de comporta misturadora.
1 Vaso de expanso do circuito de arrefecimento do motor2 Permutador (radiador) de calor para aquecimento do habitculo3 Caixa de termstato4 Tubagens do circuito de arrefecimento5 Radiador do circuito de arrefecimento do motor6 Permutador de calor do leo do motor7 Bomba do lquido de arrefecimento
8 vlvula para interrupo do aquecimento do habitculo
Fig. 1.12 Circuito do liquido de arrefecimento
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Sistema de Ventilao Forada
1.10
1.4 ESQUEMAS ELCTRICOS, VELOCIDADES POR RESIS- TNCIAS
Trata-se de um exemplo de esquema para um sistema simples de quatro velocidades utilizando
resistncias de queda de tenso ao motor do ventilador do habitculo.
No captulo seguinte sero abordados sistemas de ventilao mais elaborados agregados ao ar
condicionado.
1 Controlo do ventilador1.1 Selector de velocidades do motor do ventilador1.2/1.3 Interruptor do motor de recirculao de ar do habitculo1.6 Indicador de recirculao do ar do habitculoR 11 Resistncias para velocidades do motor do ventiladorM Motor do ventiladorY Motor actuador de recirculao de ar do habitculo
Fig. 1.13 Esquema elctrico
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Sistema de Ventilao Forada
1.11
1. 5 AQUECIMENTO ALTERNATIVO
Em climas de temperaturas mais baixas, como por exemplo nos Pases do Norte da Europa, o sistema
tratado neste captulo tem um sub-sistema para aquecimento alternativo do habitculo. Sabemos j
que o referido aquecimento est dependente do aquecimento do lquido de arrefecimento do motor, e
assim, far-se-o os primeiros quilmetros (dependendo da carga aplicada ao motor, nesse perodo de
aquecimento) sem aquecimento do habitculo. Por essa razo, os sistemas de climatizao (por opo
do pas importador) so dotados de aquecimento por resistncias elctricas (PTC), e o esquema elctrico
aqui representado ser completado com o anexo do sub-sistema (PCS e respectivo comando).
1.5.1 - PR-AQUECEDOR DO LQUIDO DE ARREFECIMENTO
Nalguns casos, o aquecimento do habitculo beneficiado com o aquecimento tambm por resistncias
elctricas do circuito de arrefecimento do motor, para acelerar o processo de aquecimento do lquido de
arrefecimento. Com o lquido quente em menos tempo, temos aquecimento do habitculo em menos
tempo tambm.
O controlo das resistncias de aquecimento do lquido de arrefecimento do motor, neste caso, no
feito no sistema de aquecimento do habitculo.
Como atrs referido, a funo do sistema aquecer o interior da viatura durante o perodo de
aquecimento do motor. Quando a temperatura do lquido de arrefecimento do motor atinge cerca de
800 C, o pr-aquecedor desliga-se. So utilizados dois princpios de funcionamento, um totalmente
elctrico, mencionado anteriormente (utilizado normalmente para veculos a gasolina), outro com uma
componente mais mecnica, gerido electronicamente (utilizado normalmente em veculos diesel):
Uma pequena bomba de combustvel
representada por 1 na Fig.1.1.4, reti-
ra-o do lado da admisso do filtro de
combustvel, bombea-o para o pr-
aquecedor, alimenta o queimador e
aquece um permutador montado para
o efeito no circuito de arrefecimento
do motor.
1 Bomba de gasolina; 2 Pr Aquecedor
Fig. 1.14 Aquecimento suplementar do lquido de arrefecimento
1
2
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Sistema de Ventilao Forada
1.12
Qualquer dos sistemas utilizados tm normalmente auto-diagnstico (equipamento do fabricante).
A unidade electrnica de um ou de outro sistema necessita de informao da temperatura do motor,
para desligar o sistema quando o motor atingir a temperatura atrs referida, e de uma ligao ao
alternador (normalmente ao terminal D+), pois em caso de avaria no mesmo que no lhe permita
alimentar o circuito do veculo, bem como carregar a bateria, desliga-se este sistema de aquecimento
suplementar visando a economia de energia, dado o elevado consumo de corrente (especialmente o
sistema que utiliza resistncias elctricas).
K Unidade de controlo do pr-aquecedorG2 AlternadorS69 Sensor de temperatura do lquido de arrefecimentoX Ficha de diagnsticoM69 Actuador do pr-aquecedor
Fig. 1.15 Esquema de blocos do pr-aquecedor
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Sistema de Ventilao Forada
1.13
1.6 ESQUEMAS ELCTRICOS VELOCIDADES POR COMANDO ELECTRNICO
Sistema com Variao Contnua de Velocidade dos Motores dos ventiladores. Trata-se de um sistema,
em que as velocidades dos ventiladores, e os motores accionadores das comportas, so controlados
electronicamente.
1 Motor actuador da comporta distribuidora de fluxo de ar2 Motor actuador da comporta misturadora3 Motor actuador da recirculao de ar4 Controlo electrnico do motor ventilador5 Motor ventilador6 Unidade de comando electrnico de climatizao
Fig. 1.16 Esquema elctrico ventilao por processador
Ventilao Forada e Ar Condicionado 2.1
Ar Condicionado
2 AR CONDICIONADO
Fig. 2.1 Refrigerao do habitculo
2.1 INTRODUO
Em finais do Sec. XIX Carl Von Linde liquefaz o ar. mquina utilizada para este efeito que se fica a
dever o frigorfico, e o equipamento de ar condicionado.
Em 1927 comea-se a pensar em conduzir num habitculo cuja temperatura fosse mais baixa que a
exterior. Na Amrica (EUA) barras de gelo e um ventilador fazem baixar a temperatura do habitculo.
Pakard (Construtor Americano) em 1940 fabrica 1000 veculos com ar condicionado. As caixas trmicas
transportadas nas carroarias passaram para pequenos recipientes no habitculo. Durante a guerra
parou, voltou em 1950, mas foi em 1965 que se imps.
Em 1970, surgem os Cool-Packs, sistema conjunto de aquecimento, ventilao e refrigerao.
Imps-se a refrigerao com compressor, e no se prev a curto prazo alteraes significativas no
sistema por compressor. Construes aerodinmicas e grandes superfcies vidradas contriburam cada
vez mais para a utilizao do ar condicionado, com vista obteno de uma boa climatizao do
habitculo.
Ventilao Forada e Ar Condicionado2.2
Ar Condicionado
2.2 TCNICA DO FRIO2.2.1 CLIMA
Foi referido anteriormente os inconvenientes das janelas e tectos abertos para controlar a temperatura
do habitculo, de modo a permitir uma conduo segura e descontrada, proporcionando aos ocupantes
conforto. Manter o ambiente com bases higinicas e fisiolgicas para uma atmosfera pura, temperada e
tanto quanto possvel desumidificada pois a funo do ar condicionado.
Temos assim a explicao do termo clima, ou seja o envolvimento trmico do Homem, tendo como
componentes mais importantes, a temperatura e a velocidade do ar, a radiao trmica incidente e o
teor da humidade atmosfrica.
Alm de refrigerar, o ar condicionado elimina a humidade, o p e as partculas de plen do ar em
circulao no habitculo.
A humidade relativa a medida do contedo de vapor de gua existente no ar, e um factor importante
para o conforto dos ocupantes da viatura porque:
Afecta directamente a velocidade de evaporao de gua, A velocidade de
evaporao determina a quantidade de calor absorvida durante um determi-
nado tempo.
Ventilao Forada e Ar Condicionado 2.3
Ar Condicionado
Assim, quando o ar seco a gua evapora-se mais facilmente, absorvendo o calor.
Uma gota de lcool sobre a pele um bom exemplo: o lcool evapora com rapidez, absorvendo calor
ao mudar de estado lquido para o estado gasoso. Este processo produz uma sensao de frescura
na pele.
Quando o ar contm muito vapor de gua, a evaporao mais lenta. Ao reduzir a humidade possvel
conseguir conforto a temperaturas mais elevadas, pois o conforto o resultado de uma combinao
de temperatura e humidade. Estudos efectuados demonstram que o esforo corporal (transpirao e
frequncia cardaca) aumenta proporcionalmente com a carga climatrica (temperatura/humidade).
Este aumento de esforo provoca cansao, incmodo, e prejudica a ateno do condutor.
A temperatura pois um factor importante que deve ser levado em conta para uma condio ideal
de conduo (temperatura situada entre 200 e 220 C), no entanto, o outro factor j aqui referido, a
humidade no o menos importante. A humidade relativa deve estar compreendida entre os 30%
e os 70%. Abaixo dos 30% d-se uma desidratao da mucosa do nariz e garganta e uma maior
possibilidade de infeces no aparelho respiratrio. Com a humidade relativa superior a 70% produzida
uma desagradvel sensao de humidade em certas zonas da pele.
A EsforoB Zona de confortoC Carga climatrica
1 Transpirao2 Frequncia cardaca
3 Temperatura do corpo
Fig. 2.3 Efeito da carga climtica sobre o corpo humano
1
2
3
C
Ventilao Forada e Ar Condicionado2.4
Ar Condicionado
2.2.2 PRINCPIOS BSICOS
Para a compreenso do funcionamento de um sistema de ar condicionado, essencial um conhecimento
bsico de alguns fundamentos de fsica e qumica.
H vrios fundamentos de fsica e qumica que se aplicam aos sistemas de refrigerao dos
automveis:
Comportamento do calor;
Propriedades de lquidos e gases;
Comportamento dos agentes frigorficos (R-12 e R-134 a);
Efeitos do calor e da presso sobre lquidos e gases.
Fig. 2.4 Toda a matria contm calor
Toda a matria contm energia. Parte desta energia trmica, ou seja, calor. O que normalmente
chamamos frio a ausncia de calor. O escuro tem uma definio semelhante: a ausncia de luz.
A compreenso do conceito frio essencial para entender como funciona o ar condicionado. Um
sistema de ar condicionado no faz frio, o que faz absorver o calor do habitculo e expuls-lo para o
exterior do veculo.
Ventilao Forada e Ar Condicionado 2.5
Ar Condicionado
Um termmetro mede a temperatura, ou intensidade da energia trmica, sendo esta intensidade o nvel
de actividade das molculas de uma determinada substncia. A temperatura mede-se em graus clcios
ou centgrados (C) ou ainda, menos utilizada, em unidades Fahrenheit (F). 1000 C 2120 F.
Assim, os termmetros medem a intensidade da energia, no podem medir a quantidade da energia
presente. O Joule a medida de energia ou de calor de um objecto. tambm a quantidade de calor
necessria para elevar num grau C, a temperatura de um Kilo de gua ao nvel do mar.
O BTU (medida Inglesa que significa British
Trmic Unity), utilizado para medir a quanti-
dade de energia calorfica que transferida.
Assim, esta unidade pode ser utilizada para
medir a quantidade de energia (calorfica),
que um sistema de ar condicionado pode
transferir de dentro do habitculo para o ex-
terior.
BTU a quantidade de calor necessria para
elevar um grau centgrado na temperatura,
de uma libra de gua ao nvel do mar.
Fig. 2.5 Unidade Inglesa (BTU)
De igual modo, dois objectos que esto num ambiente mesma temperatura, podem conter quantidades
muito diferentes de energia (calorfica).
Fig. 2.6 Temperatura e quantidade de energia
+ 1 C
1 Librade
gua
BTU
1000 BTU
71 C 71 C
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
FLUXO DE CALOR
Fundamento I
O calor movimenta-se sempre dos nveis de temperatura mais elevados para os
menos elevados.
Fig. 2.7 Transferncia de temperatura
O movimento trmico pra, quando ambos os nveis de temperatura apresentarem
o mesmo valor.
Fig. 2.8 Equilbrio de temperatura
2.6
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
Um sistema de refrigerao de um motor de automvel um exemplo dos diferentes tipos de
transferncia de calor: conduo, conveco e radiao. O processo de transferncia de calor faz-se
por todo o sistema:
TRANSMISSO POR CONDUO
O calor transmite-se pelo contacto das partcu-
las que formam os corpos slidos, lquidos e ga-
sosos.
Nas cmaras de combusto o combustvel quei-
ma-se gerando enormes quantidades de calor.
Dado que o lquido de arrefecimento do motor
mantm as partes do motor a uma temperatura
mais baixa, que a produzida nas paredes das
cmaras de combusto, o calor transferido
atravs do lquido de arrefecimento, do motor
para o exterior (sempre dentro do circuito) para
o seu arrefecimento. Este tipo de transmisso
denomina-se conduo - transmisso de calor
atravs de um slido.
TRANSMISSO POR CONVECO
O calor transmite-se pelo movimento das partculas de um lquido ou gs.
Fig. 2.10 Transmisso de calor por conveco
Fig. 2.9 Transmisso de calor por conduo
2.7
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
A bomba de gua o orgo que efectua o movimento do lquido de arrefecimento atrs descrito, do
motor ao radiador. Este movimento de calor de lugar para o outro, utilizando uma via de transferncia
lquida denomina-se conveco.
TRANSMISSO POR RADIAO
O calor transmite-se de um corpo para o outro, sem partculas portadoras mas por
ondas electromagnticas.
Fig. 2.11 Transmisso de calor por radiao
No radiador produz-se de novo uma transferncia por conduo, e tambm uma transferncia de calor
por radiao (atravs do ar).
Fig. 2.12 Efeito de radiao
2.8
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
Em princpio, o sistema de ar condicionado faz o mesmo que o sistema de arrefecimento do motor.
Este ltimo transporta calor do motor por meio do lquido de arrefecimento, o mesmo se passa com o
sistema de ar condicionado que transporta calor do habitculo por meio do produto refrigerante. Ambos
os sistemas eliminam o calor (baixam a temperatura) expulsando-o para o ar exterior.
Fig. 2.13 Efeito de radiao
Fundamento II
Para transformar um liquido em vapor necessrio energia sob a forma de calor.
Se, por exemplo a gua ferver num bico de gs, absorve uma grande quantidade de
calor, sem alterar a sua temperatura na evaporao.
Fig. 2.14 Efeito de evaporao
2.9
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
Pelo contrrio, se for retirado o calor ao vapor, ele condensa sob a forma lquida.
Fig. 2.15 Efeito de condensao
A temperatura a que a gua ferve ou a que a gua se transforma em vapor depende
da presso. Com um aumento de presso, a temperatura de ebulio aumenta.
Fundamento III
Fig. 2.16 Efeito da presso na temperatura
2.10
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
Ao comprimir um gs aumenta tambm a sua temperatura. Se fecharmos por exem-
plo, a sada de ar de uma bomba de bicicleta, tapando-a com o polegar e efectuarmos
um movimento de bombagem, a bomba aquece. O aumento da presso iden-
tificvel atravs de molejamento da haste do mbolo para trs.
O aumento da temperatura do gs explica-se porque a mesma quantidade de gua
se concentra num volume mais pequeno. Portanto, a temperatura de um gs pode
aumentar sem adicionar calor. Isto o que se passa dentro de um compressor de
ar condicionado, que utiliza presso para concentrar o calor de um gs. Produz-se
uma transferncia de calor, quando o gs entra em contacto com uma superfcie de
temperatura inferior. Se retirar calor do gs a alta presso e a alta temperatura,
este condensa-se em lquido. A diminuio da presso deste lquido faz com que
absorva calor ao mudar de estado.
Fig. 2.17 Comportamento de um gs quando
comprimido
2.3 O PRODUTO REFRIGERANTE
O produto refrigerante o meio de transporte do calor. Tem a misso de absorver o calor do habitculo
e de o devolver ao ar exterior noutro local. O calor , assim contrariado no seu fluxo normal. Para esse
efeito o produto refrigerante tem capacidade de transformar o seu estado de liquido para gasoso e vice-
versa, num processo contnuo.
2.11
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
Ciclo do Frio
O produto refrigerante liquido (R 134 a) absorve na evaporao calor ambiente
(Fundamentos I e II);
Os vapores so comprimidos e atingem uma temperatura superior temperatura
ambiente (Fundamento III);
O ar ambiente mais frio absorve calor e volta a condensar o vapor sob a forma
liquida (Fundamento I e II);
Fig. 2.18 Mudana de estado fsico
Ao estudarmos a curva de presso do gs do produto refrigerante, observam-se as seguintes
caractersticas principais:
Sob uma presso atmosfrica normal (cerca de um bar), a gua evapora a 1000
C, enquanto que a evaporao do produto refrigerante (neste caso o R134 a),
d-se aos -30 C.
2.12
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
Numa presso habitual de trabalho de um sistema de A/C de 3 bares o ponto de
ebulio encontra-se a cerca de 50 C (o ponto de ebulio do produto refrigerante
depende da presso e da temperatura).
Em funo das condies de presso e temperatura do sistema de ar condicionado,
o produto refrigerante altera o seu estado fsico de lquido para gs e vice versa.
Fig. 2.19 Comportamento do produto refrigerante em funo da presso e
temperatura
Na sua aplicao ao sistema de ar condicionado do automvel so levantadas a um produto refrigerante
as seguintes propriedades:
Estabilidade qumica em toda a gama de valores de presso e temperatura
pertinentes no poder decompor-se nos seus componentes;
1
2.13
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
Neutralidade qumica em relao aos componentes do ar condicionado no poder
entrar em combinao com os componentes metlicos (por exemplo o compressor),
no metlicos (por exemplo tubagens e juntas), o lubrificante do compressor, com o
oxignio do ar eventualmente existente e com o vapor de gua do sistema.
2.3.1 HISTORIAL
A indstria procurou, durante muito tempo, um produto refrigerante que satisfizesse todos estes
requisitos.
Fig. 2.20 Mquina de vapor frio de Jacob Perkins
A par do ter, que no pde impor-se devido aos riscos de exploso envolvidos, o amonaco (R 717) foi
um produto refrigerante que ajudou a promover a indstria do frio em todo o mundo, sendo ainda hoje
um dos mais usados refrigerantes.
Os hidrocarbonetos fluoretados, como por exemplo o R12, foram pela primeira vez propostos como
materiais de trabalho no princpio dos anos 30. A sua principal vantagem , a par de boas propriedades
termotcnicas, tambm o facto de no serem inflamveis nem txicos.
2.14
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.15
A sua capacidade de dissoluo em leos permitiu a incluso do lubrificante (leos minerais levemente
refinados; no caso do R 134a agora um leo sinttico) do compressor no circuito geral, sem
a necessidade de se criar um sistema de lubrificao adicional. O produto refrigerante R 12, uma
combinao de hidrocarbonetos totalmente halogenizada, tornou-se, sob a designao abreviada de
HCFC (hidrocarbonetos clorofluoretados), tristemente clebre como exterminador de ozono.
2.3.2 A ATMOSFERA
A terra envolvida por uma mistura gasosa, designada por atmosfera. Um dos seus componentes
importantes o Ozono, que juntamente com a luz solar, faz com que a nossa atmosfera se torne
azulada.
A Troposfera
B Estratosfera
C Terra
Fig. 2.21 Envolvimento do planeta
Os raios solares ultravioletas nocivos (causadores por exemplo do cancro da pele) so em grande parte
absorvidos pela Camada de Ozono, atravs de complexas reaces qumicas, chegando terra em
doses inofensivas para os seres vivos.
O ozono (O3, Oxignio Triatmico) um gs derivado do oxignio pela reaco:
3 O2 2 O3
A
B
C
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
de cor azulada. Encontra-se no ar e na estratosfera tem concentrao to alta que forma uma
verdadeira barreira, actuando como filtro atrs descrito (Fig.2.21).
Os dois tomos de cloro (Fig. ) actuam sobre as molculas de Ozono, gerando primeiro xido de Cloro
e Oxignio (CLO) e Dixido de Dicloro (CL2 O2), que liberta um tomo de cloro:
CL2 O2 CL O2 + CL
Na continuao o Dixido de Cloro decompe-se em Cloro e Oxignio:
CL O2 CL + O2
Os tomos de Cloro livres reiniciam o ciclo.
Assim, um s tomo de cloro pode destruir 100.000 molculas de Ozono, e a consequente destruio
da camada de ozono.
Fig. 2.22 Libertao do cloro
A radiao solar rompe a ligao carbono-cloro e os tomos de cloro ficam livres.
Fig. 2.23 Ataque do cloro ao ozono
2.16
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.17
Conhecidos so, os estudos cientficos que atestam que o efeito de filtragem da camada de ozono
est a ser fortemente destruda. A proteco contra a forte radiao de raios ultravioletas deixou de ser
assegurada, deixando os cada vez maiores buracos do ozono passar os raios ultravioletas na sua
totalidade at superfcie terrestre.
O R 134 a a partir de 1992 veio substituir O R 12, pois no provoca os efeitos nocivos anteriormente
descritos.
2.3.3 - PRODUTO ECOLGICO (R 134 a VERSUS R 12)
COMPARATIVO DE PROPRIEDADES R 134 a R 12
Formula Qumica CH2 FCF3 CCL2F2Peso Molecular 102 120.9
Ponto de Ebulio -26.5 -29.8
Temperatura Critica 100.6 112
Presso Critica Bar 39.45 41.1
Ponto de Congelao -101 -158
Densidade do Vapor Saturado a Baixa Presso kg/m3 5.05 6.33
Calor Especfico do Lquido a 25o C J/kg k 1427 971
Calor Especfico do Vapor a 25 J/kg k 854 607
Calor de Evaporao a Baixa Presso kj/kg 220 165
Condutibilidade Trmica do Liquido a 60o C w/mK 0.103 0.057
Densidade do Lquido a 25o C g/cc 1.203 1.311
Condutibilidade Trmica do Vapor a 60o C w/mK 0.018 0.011
Presso do Vapor a 25o C 6.62 6.51
Solubilidade do FC em gua a 25o C, e 1 Bar, % de gua
0.15 0.028
Solubilidade da gua em FC a 25o C, % de gua 0.11 0.009
Viscosidade do lquido a 25o C CP 0.205 0.215
Potencial de destruio do Ozono 0 1.0
Tab. 1.1
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
DIFERENAS TERMODINMICAS ao utilizar o R 134 a:
Aumenta a presso de condensao;
Diminui a presso de evaporao;
Diminui a temperatura de sada do gs do compressor;
Aumenta o calor de evaporao;
Aumenta o volume especfico, por isso o R 134 a tem maior condutibilidade
trmica que o R 12.
PROPRIEDADES FSICAS DO R 134 a:
As propriedades do R 134 a so muito semelhantes s do R 12:
E ainda:
No ataca o Ozono;
No produz SMOG.
Fig. 2.24 Botija de produto refri-
gerante
No txico;
No inflamvel;
No corrosivo;
No explosivo
No mancha
incolor
inodor
Mistura-se bem com al-guns tipos especficos
Tem elevado calor de evaporao a baixa
Boa estabilidade qumi-
2.18
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.19
Na manipulao os cuidados a ter com o R 134 a so j conhecidos do R 12:
Operar em ambientes bem ventilados;
Evitar a disperso do R 134 a na atmosfera;
Evitar o contacto do R 134 a com a pele e olhos;
No expor os recipientes de R 134 a ao sol ou outra fonte de calor.
2.4 FUNCIONAMENTO DO AR CONDICIONADO
1 Exterior; 2 Motor (radiador); 3 Exterior (filtrado); 4 Habitculo; 5 Compressor; 6
Filtro secador; 7 Vlvula expansora; 8 Condensador; 9 - Evaporador.
Fig. 2.25 Circuito de ar condicionado
O sistema de ar condicionado est totalmente integrado no sistema de aquecimento e de ventilao do
veculo. A conduta do ar no interior do habitculo no alterada pela integrao do ar condicionado.
A diferena em relao aos veculos sem ar condicionado consiste no facto de, no ar condicionado, o
evaporador estar montado na conduta do ar no corpo de aquecimento.
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
O ar fresco aspirado do exterior obrigatoriamente passado pelas lminas do evaporador 1 na Fig.
2.26, antes de fazer a sua entrada no habitculo.
Fig. 2.26 Ventilao do habitculo
Isso acontece independentemente do facto de o ar condicionado estar ligado ou desligado. O fluxo
de ar no grandemente afectado pelo evaporador. Com este sistema possvel conduzir ar frio ou
quente at s sadas do ar, regulveis separadamente umas das outras, com vista a realizar tarefas
especficas como desgelo ou o desembaciamento.
Da climatizao dos veculos faz no apenas parte a entrada de ar fresco como tambm a sada do ar
saturado. O ar entrado pelo sistema de ventilao no habitculo escapa-se por sadas de ar nos painis
laterais do veculo, atrs do revestimento traseiro. Umas lminas de borracha asseguram a sada do ar
do veculo, sem permitir a entrada de matrias indesejveis no habitculo, do exterior.
1 - Evaporador 1
2.20
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
Dentro de um sistema de ar condicionado em funcionamento, produz-se continuamente o seguinte
processo:
O gs refrigerante a baixa presso aspirado pelo compressor. Durante a
compresso este gs aquece;
O gs quente a alta presso passa pelo condensador, onde transfere o seu calor
para as superfcies do condensador;
Ao ceder o seu calor, o gs condensa-se formando um lquido a alta presso;
Este lquido a alta presso passa no evaporador atravs de uma restrio (tubo de
orifcio ou vlvula TXV). Esta restrio controla o volume de produto refrigerante que
entra no lado de baixa presso do sistema;
Dentro do evaporador, o produto refrigerante a baixa presso evapora-se e absorve
calor da superfcie do evaporador;
Ao evaporar-se (o produto) dilata-se e aumenta a presso do lado da baixa. Este
gs aspirado pelo compressor e repete-se o ciclo.
2.4.1 CIRCUITO DO AGENTE FRIGORFICO
Ciclo de refrigerao bsico:
Um sistema de refrigerao de ar
condicionado consta de vrios com-
ponentes unidos por tubos que for-
mam um circuito fechado. O produto
refrigerante circula por este circuito,
absorvendo calor no evaporador e li-
bertando-o no condensador.
Para um sistema de refrigerao bsico, necessitaria apenas da instalao de um
compressor nesta parte do circuito.
Fig. 2.7 - Circuito bsico de frio
2.21
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
Zonas de Alta e Baixa Presso:
O sistema est dividido em duas partes: a zona de alta presso e a zona de baixa presso.
1 Compressor; 2 Embraiagem elctrica; 3 Condensador; 4 Ventilador do condensador;
5 Interruptor de alta presso; 6 Filtro secador; 7 Interruptor de baixa presso; 8 Inter-
ruptor de temperatura; 9 Sensor de temperatura; 10 Colector de condensao; 11 Eva-
porador; 12 Ventilador do habitculo; 13 Controlo do ventilador; 14 Vlvula de expan-
so; 15 Lquido de alta presso; 16 Gs de alta presso; 17 Lquido de baixa presso;
18 Gs de baixa presso.
Fig. 2.28 - Alta e baixa presso do circuito
Estas duas zonas esto separadas por um dispositivo dosificador (tubo do orifcio ou TXV) e o
compressor.
Como o compressor pode impulsionar mais produto do que aquele que pode passar pelo dispositivo
dosificador, num determinado tempo, a presso aumenta entre a sada do compressor e o referido
dispositivo. Portanto, o lado de alta presso, vai desde a sada do compressor, atravs do condensador,
at entrada do dispositivo dosificador. Durante o funcionamento do sistema, o lado da alta presso
o de temperatura mais elevada.
2.22
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.23
O lado de baixa presso comea na sada do dispositivo dosificador, inclui o evaporador, o acumulador
secador, at entrada do compressor. Durante o funcionamento do sistema, o lado de baixa o de
menor temperatura.
Os lados de alta e baixa presso, podem distinguir-se de diversas formas:
Dimetro dos tubos de alta - menor do que os de baixa (normalmente);
Temperatura dos tubos de alta - mais elevada (em funcionamento);
Os tubos de baixa podem apresentar-se hmidos (em funcionamento);
Atravs da medio da presso.
No circuito do produto refrigerante encontra-se reproduzido o Ciclo do Frio atrs descrito. No
sistema fechado do automvel desenrola-se tambm um processo de sequncia peridica, isento de
manuteno.
2.5 COMPONENTES DO AR CONDICIONADO
Fig. 2.29 Implantao de componentes
1 Tomada de carga de baixa presso
2 Compressor3 Condensador4 Cmara de Condensao
(opcional)
5 Pressstato de trs nveis 6 Tomada de carga de alta pres-
so
7 Vlvula de expanso8 Evaporador9 Filtro secador10 Sensor de temperatura do
evaporador (opcional)
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.24
2.5.1 O COMPRESSOR
semelhana do alternador, tambm o compressor accionado pelo motor do veculo, por intermdio
de uma correia trapezoidal (ou Poly v estriada). Em casos poucos frequentes temos accionamento por
veio, ou de engrenagem de carretos.
Fig. 2.30 Localizao e accionamento do compressor
O compressor tem como misso provocar um aumento de presso no agente frigorfico, criando um
movimento no mesmo.
Para conseguir a compresso do agente frigorfico, existem dois grupos de compressores:
COMPRESSOR CENTRIFUGO, em que a compresso se faz por efeito da fora centrfuga.
Estes no so usados nos automveis, portanto abordaremos apenas os volumtricos:
1 Alternador
2 Bomba de gua
3 Cambota
4 Tensor
5 Bomba de direco assisti-
da6 Compressor de ar condicio-
nado
1
1
1
1
11
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.25
COMPRESSOR VOLUMTRICO, em que a massa aspirada se comprime por variao de volume:
Rotativos;
Alternativos.
COMPRESSOR ROTATIVO:
Compressores parecidos em funcionamento ao motor Wankel. No seu interior existe um rotor com
vrias palhetas, que com a rotao criam variao da cmara de compresso para permitirem as fases
correctas de funcionamento do compressor (admisso e compresso).
A Parafuso de fixao da embraiagem; B Acoplamento flexvel; C Freio; D Polia; E Freio; F Bobine electromagntica; G Anilhas de afinao da embraiagem; H Ligao massa; I Alimentao da bobine; J Ficha de ligao; L Proteco trmica (elctrica); M Veio do compressor.
Fig. 2.31 Compressor rotativo
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.26
A proteco trmica L da Fig. 2.31 montada em srie na circuito da bobine electromagntica e
interrompe o circuito quando a temperatura no compressor atinge cerca de 1800 C, e volta a lig-lo a
cerca de 1200 C.
Este tipo de proteco no exclusivo deste compressor, encontrando-se igualmente noutro tipos de
compressor.
Fig. 2.32 Corte 1 do compressor rotativo
Fig. 2.33 Corte 2 do compressor rotativo
1 Vlvula anti-retorno2 Conduta de escape3 Tambor4 Palhetas5 Carcaa6 Admisso7 Cmara
1
2
3
4
57
6
4 Palhetas5 Carcaa8 Tampa posterior9 Vlvula elctrica de controlo de dbito
10 juno de aspirao11 Cmara de aspirao de bai- xa presso
12 Tampa anterior13 Proteco termoelctrica14 Juno de escape15 Cmara de alta presso
4
59
1011
12
13 14
15
8
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.27
Fig. 2.34 Corte 3 do compressor rotativo
FUNCIONAMENTO
O gs aspirado pela abertura D pela progressiva expanso do espao C, existente entre as palhetas
A e B: ocorre o incio da fase de expanso (Fig. 2.35).
Fig. 2.35 Admisso do produto refrigerante
3 Tambor4 Palhetas5 Carcaa9 Vlvula elctrica de controlo de dbito
11 Cmara de aspirao de bai- xa presso
14 Juno de escape15 Cmara de alta presso
5 9
15
14
11
4
3
C
D
A
B
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.28
A posio das palhetas A e B faz com que o espao C esteja no mximo do seu volume. Em especial a
palheta A intercepta a comunicao entre o espao C e a abertura D, completando a fase de aspirao
(Fig. 2.36).
Fig. 2.36 Final da admisso
O espao C reduz-se de volume e a presso do gs aumenta: inicia-se a fase de compresso (Fig.
2.37).
Fig. 2.37 Compresso do produto refrigerante
C
D
A B
C
A
B
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.29
A presso do gs aumenta ainda mais at abrir a vlvula de lmina (anti-retorno) B: inicia-se a fase de
descarga (escape) Fig. 2.38.
A Tambor A - PalhetaB Vlvula de escapeC Palheta
Fig. 2.38 Incio de descarga (escape) Fig. 2. 39 Final da descarga (escape)
O controlo do caudal obtido
atravs de um mecanismo
electropneumtico, incorpora-
do no compressor, que faz
passar uma parte do gs que
se encontra em fase de com-
presso entrada, ou seja,
na cmara de baixa presso.
Com tal sistema, conseguem-
se redues de caudal na or-
dem dos 60%.
A Pisto; B Mola de oposio; C Cilindro; D Escape (controlo de dbito); E Cmara; F Cmara de baixa presso; G Furo cali-brado; H Vlvula electromagntica (controlo de dbito); I CondutaL - Palheta.
Fig. 2.40 Controlo volumtrico
A
C
BA AA
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.30
COMPRESSORES ALTERNATIVOS:
O Compressor Alternativo, tem um funcionamento muito semelhante ao motor (mais comum) do
automvel. Deste tipo de compressores so utilizados principalmente dois modelos:
COMPRESSOR ALTERNATIVO COM CAMBOTA
Normalmente compostos por dois cilindros em linha com uma vlvula de duas lminas que atravs de
uma pr-carga aplicada sobre as mesmas, Fazem alternadamente a funo de admisso e escape do
produto refrigerante.
1 Carcaa; 2 Chaveta; 3 Bobine electromagntico; 4 Parafuso; 5 Polia com embraiagem; 6 Anilha; 7 Parafuso de fixao; 8 Cambota
Fig. 2.41 Compressor com cambota
Este tipo de compressor no muito utilizado em viaturas ligeiras.
1
2
34
5
67
8
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.31
COMPRESSOR ALTERNATIVO COM PRATO OSCILANTE
Os compressores com prato oscilante so formados normalmente por 5 a 7 cilindros, montados
na horizontal, no interior dos quais trabalham os mbolos (pistons), dispostos de forma axial,
alternativamente, por aco do prato oscilante, aspirando o produto refrigerante do evaporador e
comprimindo-o para o condensador.
Fig.2.42 Compressor com prato oscilante
Existem compressores alternativos de prato oscilante, sem regulao e com regulao de dbito.
Os componentes de ambos so praticamente os mesmos, excepo da vlvula reguladora que equipa
um deles (com regulao), e assim lhe confere a possibilidade de alterar a sua cilindrada em funo
das necessidades.
Fig. 2.43 Compressor com prato oscilante
A Prato oscilanteB Baixa pressoC Alta pressoD EscapeE Vlvula de admissoF PistoG Veio de impulso
C
D
A B
EFG
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.32
CICLO IDEAL DE FUNCIONAMENTO DE UM COMPRESSOR:
A linha 1-2 representa a compresso do agente frigorfico no cilindro desde a presso P1 at presso
P2. Neste tempo, o mbolo desloca-se do P.M.I. at ao P.M.S., e as vlvulas de admisso e escape
esto fechadas.
Ao alcanar a presso P2 (correspondente existente no condensador) a vlvula de escape abre-se e
d-se a expulso do agente frigorfico segundo a linha 2-3.
Quando o mbolo alcana o ponto 3 (P.M.S.) comea a deslocar-se de novo at ao P.M.I.. A vlvula
de admisso no se abre imediatamente, pois no espao morto (D) fica uma certa quantidade de
refrigerante presso P2, superior a P1.
Quando a presso no interior desce segundo a linha 3-4 at ao valor de P1, a vlvula de admisso
abre-se e o agente frigorfico (gs) procedente do evaporador, enche de novo o cilindro segundo a linha
4-1.
Fig. 2.44 Grfico de funcionamento de um compressor ideal
PMI Ponto morto inferior (do pisto)PMS Ponto morto superior (do pisto)
d Cmara
P1 Presso inferiorP2 Presso superior
1 2 Compresso2 3 Escape 3 4 Admisso4 1 Fim da admisso
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.33
ACOPLAMENTO MAGNTICO
O Acoplamento Magntico o elemento intermdio entre o motor do veculo e o compressor de ar
condicionado.
No momento da sua activao, o acoplamento magntico permite que a rotao do motor passe para
o compressor.
\Ao activar o ar condicionado, enviada corrente elctrica bobine de atracao que por sua vez
cria um campo magntico que atrai o prato de arrasto contra a polia, criando um s corpo e assim
transmitindo o movimento do motor ao compressor. Quando desligada a bobine de atracao finda o
campo magntico, e por aco do efeito de recuperao (molas de lmina contidas no prato de arrasto)
se separa a polia, e o compressor pra a sua rotao, ficando apenas a polia a acompanhar a rotao
do motor.
Fig. 2.45 Sistema de acoplamento do compressor, em repouso
A PoliaB RolamentoC Bobine electromagntica
D
A
B
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.34
D - Prato de arrasto
Fig. 2.46 Sistema de acoplamento do compressor,
activado
COMPRESSOR DE CILINDRADA VARIVEL
As condies de funcionamento de um sistema de ar condicionado alteram-se permanentemente. O
rendimento frigorfico necessrio precisa de se ajustar aos seguintes factores:
Regime de rotao do motor;
Passagem de ar pelo Condensadorr e pelo evaporador;
Humidade atmosfrica;
Temperatura do ar exterior.
A Mxima cilindrada; B Mnima cilindrada; C Curso do pisto
A C B
D
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.35
Com o ar condicionado ligado o compressor funciona sempre (reduzindo o trabalho do sistema
electro-magntico de acoplamento e poupando a correia e o prprio compressor). O grau de eficcia
optimizado obtido atravs do ajuste do dbito do produto refrigerante a cada situao concreta. Para
a necessria regulao do disco oscilante, com essa finalidade, necessrio um elemento regulador
especial (vlvula reguladora descrita neste mdulo em captulo posterior).
A responsabilidade pelo respectivo posicionamento do disco oscilante, cabe relao entre a presso
interna na carcaa e a soma das presses individuais (o nmero de pistons varivel) na cmara de
compresso, e o momento da resultante em volta do ponto de rotao do disco oscilante.
Se ambas as presses forem equivalentes a posio do disco oscilante no se altera e o rendimento do
compressor mantm-se inalterado. Como a presso permanece praticamente constante do lado da alta
presso do compressor, o ngulo de inclinao do disco oscilante s pode ser ajustado ao rendimento
necessrio, atravs de uma alterao da presso interior na carcaa.
Quanto maior for a inclinao, tanto maior ser a cilindrada e consequentemente o rendimento.
Com o disco oscilante quase na vertical em relao ao eixo de rotao, a cilindrada reduzida e
consequentemente o dbito do produto refrigerante tambm.
O ngulo de inclinao especfico resulta do rendimento frigorfico necessrio. O ajuste entre a cilindrada
mnima e mxima gradual.
Fig. 2.48 Representao do interior de um compressor de cilindrada varivel
A Alimentao de bobine
B Prato oscilanteC Junta tricaD Cabea posteriorE VlvulasF Vlvula regulado-
raG FreioH Junta da cabea
posteriorI GuiaJ RtulaL Junta tricaM Rolamento da
PoliaN FreioO Retentor Conjunto de em-
braiagem
CDA B
E
F
G
HIJ
L
M
N
O
P
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.36
2.5.2 - VLVULA REGULADORA
A grandeza de identificao do ngulo de inclinao correcto do disco oscilante um valor da baixa
presso existente na vlvula reguladora.
Uma baixa presso elevado significa um mau rendimento frigorfico, um valor baixo sinnimo de
uma alto rendimento. Um rendimento frigorfico alto significa um congelamento da superfcie do
evaporador.
A vlvula reguladora dispe de um diafragma que actua sobre uma haste de vlvula e sobre uma
esfera de vlvula. Estas regulam a seco da vlvula e aumentam ou diminuem, deste modo, a presso
interior na carcaa.
Fig. 2.49 Vlvula reguladora
Quando a necessidade do sistema de ar condicionado alta, o corpo da membrana da vlvula
reguladora do compressor est submetida presso. A entrada da presso de descarga fecha-se por
meio da vlvula de bola. A entrada de presso de aspirao do compressor est aberta e estabelece-se
circulao desde o crter.
A diferena de presso entre as partes superior e inferior do pisto aumenta, e o prato oscilante situa-
se na posio de ngulo mximo. O compressor funciona cilindrada mxima.
1 Presso de descarga do compressor
2 Entrada de presso ao crter
3 Retorno de presso do crter
4 Presso de aspirao do compressor
1
2
3
4
Ventilao Forada e Ar Condicionado
C
D
A B
E
Ar Condicionado
2.37
Fig. 2.50 Cilindrada mxima
Quando a necessidade de capacidade do sistema mais baixa, o corpo da membrana da vlvula
reguladora dilata-se, a entrada da presso de descarga abre-se mediante a vlvula de bola, e fecha-se
a comunicao com a presso de aspirao. Haver circulao desde o lado de presso de descarga,
ao crter.
A Prato oscilante
B Pisto
C Fole da vlvula reguladora
D Vlvula reguladora
E Guia
F Centro do eixoBaixa presso
Cescarga
Crter
Ventilao Forada e Ar Condicionado
C
D
A B
E
Ar Condicionado
2.38
A diferena de presso entre a parte superior e inferior do pisto diminui. Desta aco resulta a reduo
do ngulo de inclinao do prato e consequentemente, a cilindrada diminuiu.
Fig. 2.51 Cilindrada mnima
A Prato oscilanteB PistoC Fole da vlvula reguladoraD Vlvula reguladoraE GuiaF Centro do eixo
Baixa presso
Cescarga
Crter
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.39
LUBRIFICANTE
O lubrificante do compressor lubrifica os componentes mveis do compressor da vlvula reguladora e
da vlvula de expanso. Do mesmo modo, impede tambm a corroso nos componentes condutores
do produto refrigerante do ar condicionado.
O lubrificante do compressor circula em todo o circuito do produto refrigerante.
Trata-se de um leo PAG* sinttico especialmente ajustado a actuar em conjunto com o produto
refrigerante R 134 a (para o R 12 era utilizado um leo mineral) . Absorve a humidade do ar evitando
a deteriorao do sistema. No pode ser misturado nem substitudo por lubrificantes base de leo
mineral!
Antes da primeira utilizao do ar condicionado a quantidade total de lubrificante do compressor
(aproximadamente 300 ml) encontra-se dentro do mesmo. Na primeira utilizao o lubrificante
introduzido pelo produto refrigerante no respectivo circuito. Quando o ar condicionado desligado,
deposita-se nos diversos componentes proporcionalmente, desta forma no precisa de ser substitudo
pois no se gasta com o funcionamento do ar condicionado.
Se no estiver seguro de que a embalagem
de leo a utilizar se encontrava bem fecha-
da, desfaa-se desse leo (cumprindo o re-
gulamentado) e use leo de um recipiente
novo.
O leo PAG quando exposto ao ar absorve 2
Vol.% de humidade em 120 horas.
O atesto do lubrificante do sistema est des-
crito em evacuao, reciclagem e enchi-
mento.
Exemplo de embalagens com leo PAG para sistemas de ar condicionado. As embalagens devem
manter-se fechadas, e o sistema de ar condicionado, quando em reparao, deve ser conservado em
vcuo para no absorver oxignio.
Fig. 2.52 leo lubrificante
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.40
Esgotar um compressor usado
Quantidade retirada:
> 100 ml leo a mais no sistema
< 100 ml leo a mais no sistema
< 60 ml leo insuficiente no sistema
Fig. 2.53 Vazar compressor
Quantidade de leo a adicionar aps reparao do sistema:
Filtro secador: 40 60 ml.
Condensador: 60 80 ml.
Evaporador: 60 80 ml.
Compressor: 90 150 ml.
Tubos: 40 60 ml.
Fig. 2.54 Encher compressor
Exemplos de equipamentos para enchimento de leo do sistema.
Fig. 2.55 Seringas de enchimento Fig.2.56 Bomba de enchimento
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.41
2.5.3 VLVULA EXPANSORA, TXV, E ORFICIO
Conforme j referido noutra passagem, o circuito do lquido refrigerante tem uma vertente de alta
presso e outra de baixa presso. O ponto de separao constitudo pela vlvula de expanso
termosttica, instalada na caixa de distribuio de ar entre a conduta de entrada e sada do evaporador.
Assume uma funo estranguladora e determina o fluxo de passagem do refrigerante em funo da
sua respectiva temperatura.
Devido rpida quebra de presso depois da vlvula de expanso, o produto refrigerante evapora no
evaporador. Neste ponto extrado ao ar exterior que passa pelas lminas do evaporador no sentido
do habitculo, o calor necessrio, produzindo-se o seu arrefecimento.
Um fino filtro de malha, situado na entrada do lquido de alta presso, impede que a subida de partculas
metlicas e outros materiais estranhos obstruam o orifcio da vlvula. As obstrues do orifcio diminuem
o rendimento do sistema.
H no entanto diversas formas de expandir o produto refrigerante, no sistema do Ar Condicionado.
O componente mais simples a vlvula expansora de orifcio calibrado.
1 Junta trica; 2 Tubo de orificio
Fig. 2.57 Corte de vlvula de expanso de orficio caalibrado
constituda por um tubo, filtro e orifcio dividindo a alta da baixa presso, do sistema, situada entre o
condensador e o evaporador.
Trata-se de um orifcio calibrado que permite passar apenas uma quantidade de fluido determinado.
1 2
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.42
No lado de alta presso, mantm a presso e com ela o estado lquido do produto refrigerante. Na
sada do estrangulamento o produto sofre uma expanso, desce a presso, e d-se um abaixamento
de temperatura considervel do mesmo. Ao passar pelo estrangulamento pulverizado , e desta forma
mais fcil a sua posterior evaporao. Na evaporao do produto ( sada do orifcio) a sua presso
ca para pouco mais de 1 Bar, e a uma temperatura na ordem dos 70 negativos sob a forma de vapor
saturado.
VLVULA EXPANSORA DE SECO VARIVEL
A vlvula termosttica de expanso (TXV) est instalada nos tubos de entrada e sada do evaporador.
Converte o refrigerante lquido de alta presso proveniente do depsito secador, em refrigerante lquido
a baixa presso, obrigando-o a passar atravs de um pequeno orifcio antes de entrar no evaporador.
Quando a carga trmica aumenta e diminui, a vlvula de expanso fornece a quantidade correcta de
produto ao evaporador para este conseguir a mxima transferncia de calor.
A vlvula de expanso composta por: corpo, elemento de actuao e orifcio vedante.
O orifcio abre-se e fecha-se por aco de um diafragma. Este fecha-se em resposta presso do
evaporador, aplicada parte inferior do diafragma e presso da mola de retorno contra o orifcio. Abre-
se por aco do gs do tubo capilar e do bolbo de comando contra a parte superior do diafragma.
O bolbo do comando est aplicado linha de gs de baixa presso, imediatamente depois da sada do
evaporador, e est cheio de um gs de alto coeficiente de dilatao. medida que muda a temperatura
da sada do evaporador, o gs contido no bolbo de comando dilata-se ou contrai-se, controlando a
aco da vlvula.
A vlvula expansora termosttica (TXV) responsvel por trs funes interacionadas:
Estrangulamento
Modulao
Medio
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.43
Estrangulamento:
O caudal do produto refrigerante estrangulado ao passar atravs da vlvula. O lquido a alta presso
entra na vlvula e sai dela a baixa presso. Esta baixa presso faz com que o produto mude de
estado.
Modulao:
A TXV (Fig. 2.58) ajusta a quantidade de liquido a baixa presso que entra no evaporador, para
conseguir uma refrigerao adequada. A vlvula modula a posio de totalmente aberta a fechada,
para conseguir o caudal adequado.
Medio:
A carga e as mudanas de temperatura afectam o caudal que entra no evaporador. Uma maior carga
exige mais refrigerante para manter a temperatura ptima no evaporador.
Fig. 2.58 Vlvula de expanso
1 Evaporador
2 Vlvula TXV
1
2
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.44
Todas as TXV se ajustam para compensar o estado de diferencial, ou seja, a diferena entre a
temperatura de entrada e a de sada do evaporador, criada na transformao do produto refrigerante
lquido em gs.
Teoricamente, todo o refrigerante lquido ferve antes de chegar s sadas do evaporador, mas de facto,
a temperatura do produto refrigerante est acima do ponto de ebulio. Por exemplo, o refrigerante
num evaporador a 196 kpa tem uma temperatura de 10 C. Ao ferver o refrigerante, a temperatura do
gs sobe at que, sada, alcance 1,60 C. A diferena entre a entrada e a sada (diferencial) de 2,60
C. Se aumentar o tamanho do evaporador, passa-se o mesmo.
Fig. 2.59 Vlvula expansora TXV
Para compensar as diferenas de presso/temperatura sada do evaporador, um equilibrador modula
entre a presso real e a temperatura medida. Isto permite que a vlvula mea a quantidade de produto
refrigerante com mais preciso. Existem dois tipos de equilibradores: internos e externos. Normalmente,
as vlvulas equilibradoras internas utilizam-se em pequenos sistemas evaporadores, enquanto que nas
unidades grandes se utilizam equilibradoras externas.
1 Vlvula
2 - Agulha
3 - Termstato
4 Produto refrigerante
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.45
Em caso de avaria, a TXV apresenta os mesmos sintomas que o tubo de orifcio. A falha normalmente
deve-se a um mau funcionamento da unidade de accionamento e ao fecho da vlvula. Os filtros de
entrada e sada tambm se podem obstruir como referido anteriormente.
2.5.4 O CONDENSADOR
O condensador (fig. 2.60) pratica-
mente o radiador do ar condiciona-
do. O produto refrigerante aquecido
na compresso arrefecido pelo ar
exterior que passa pelas lminas do
condensador, voltando a passar ao
estado lquido. Este processo desi-
gnado, na linguagem tcnica, por con-
densao, assunto tratado no captulo
7.2 (Fundamento II).
Aqui o produto refrigerante entra
(proveniente do compressor) na forma
de vapor quente de alta presso, cede
calor e condensa-se, transformando-
se em lquido quente de alta presso.
Na sada do condensador o produto
refrigerante tem aproximadamente
uma presso de 15 Bar e uma tempe-
ratura de 580C.
O condensador consiste de uma tubagem com a forma de serpentina, firmemente ligada por meio
de lminas. No s conferem ao sistema a necessria estabilidade como aumentam, acima de
tudo, a superfcie de dissipao de calor. Deste modo se assegura sempre uma dissipao de calor
tanto quanto possvel intensa. Para que passe uma quantidade de ar fresco exterior suficiente pelo
condensador, este est sempre disposto frente do radiador do lquido de arrefecimento do motor.
Para evitar eventuais problemas com o arrefecimento do motor, os veculos com ar condicionado so
equipados com um radiador de alto rendimento e um ventilador auxiliar, que zelam permanentemente
por uma refrigerao suficiente.
1 Entrada do condensador
2 Condensador
3 Sada do condensador
Fig. 2.60 - Condensador
1
2
3
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.46
Fig. 2.61 - Condensador
O condensador pode funcionar incorrectamente por diversos motivos: fugas, restrio passagem do
produto, e restrio passagem do ar atravs dele. As restries passagem provocam um aumento
de presso no condensador, visto no se efectuar o abaixamento de temperatura desejvel no produto.
Uma restrio parcial pode fazer com que se forme gelo no condensador no local da restrio, pois
aps o semi-entupimento, d-se a expanso do produto e o consequente abaixamento da temperatura
do mesmo.
Durante o funcionamento normal do sistema, o tubo de entrada tem uma temperatura mais elevada,
que o de sada.
2.5.5 VENTILADOR DO RADIADOR
Fig. 2.62 - Ventilador
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.47
Embora o ventilador auxiliar s faa indirectamente parte do sistema do ar condicionado, desempenha,
no entanto, uma funo importante, pelo que deve ser tambm aqui referido.
O condensador est montado frente do radiador. Consequentemente chega at ao radiador do
lquido de arrefecimento do motor, ar mais quente e em menor quantidade. Numa situao extrema,
nomeadamente nos dias quentes de Vero, isso poder conduzir a temperaturas inadmissivelmente
elevadas, no sistema de arrefecimento do motor. O calor reflectido pelo radiador tem, por seu lado,
efeitos negativos sobre o condensador e, deste modo, sobre o rendimento do ar condicionado. Para
que no se produza um colapso geral provocado pelo calor. Est instalado um ventilador elctrico
auxiliar (variando a sua colocao em funo do fabricante), que se vai ligando e desligando em funo
da temperatura do lquido de arrefecimento, ou presso do produto refrigerante do sistema de ar
condicionado.
TIPOS DE VENTILADORES
Por opo do fabricante, usual utilizar um ou dois ventiladores, trabalhando estes em srie ou paralelo,
Conforme as necessidades do sistema, assim feita a ligao. Para temperatura mais baixa, presso
mais baixa, e temos ligao em srie. Para temperatura mais elevada, presso mais elevada, ligado
um segundo contacto do Pressostato, alterada a ligao dos rels, e o sistema passa a trabalhar com
os ventiladores em paralelo, logo maior velocidade e maior caudal de ar para arrefecimento (fig. 2.71).
Existem tambm sistemas em que o controlo dos ventiladores se faz por queda de tenso. Com uma
resistncia em srie com o ventilador, temos duas velocidades do ventilador (atravs da resistncia,
ou directo).
No muito, mas usual, o controlo dos ventiladores electronicamente. Uma unidade electrnica controla
directamente os ventiladores, dispondo de vrias fases de ventilao (podem chegar a 6).
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.48
2.5.6 O EVAPORADOR
Fig. 2.63 - Evaporador
semelhana do condensador, tambm a estrutura do evaporador, colocado frente do corpo de
aquecimento na caixa de distribuio do ar, consiste num sistema de tubagens e lminas.
Quando o ar condicionado est ligado, o produto refrigerante que entra evapora sendo retirado o calor
ao ar que passa atravs das lminas, e assim refrigerado neste processo. A humidade atmosfrica
libertada deposita-se no evaporador. Como efeito secundrio prtico, a gua de condensao que se
forma liga-se s partculas de p e aos plens de flor, sendo conduzida para o exterior pelo tubo de
escoamento da gua de condensao.
Atravs de uma regulao selectiva da temperatura, evita-se eficazmente neste processo, um
congelamento do evaporador que poderia reduzir a passagem de ar atravs do mesmo. Deste modo, o
evaporador refrigera, limpa e seca o ar conduzido para o interior do habitculo do veculo.
O produto refrigerante sa do evaporador mais ou menos presso de 1 Bar e a uma temperatura de
0 graus.
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.49
2.5.7 FILTRO SECADOR (DESIDRATADOR)
Fig. 2.64 Filtro secador
O filtro desidratador, instalado entre o condensador e a vlvula de expanso, possui trs funes
fundamentais:
Actua como acumulador para o fludo refrigerante;
Actua como elemento de filtragem;
Actua como elemento de secagem.
O filtro acumula grande parte do fluido refrigerante (no estado lquido) do sistema e serve como
separador entre o lquido refrigerante no estado lquido e no estado gasoso.
A humidade existente no sistema pode ser extremamente danosa, uma vez que, em contacto com o
fluido refrigerante, gera cido clordico e fluordrico que corroem os componentes, deteriorando-os.
1 Passador2 Filtro3 Agente de desidratao
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.50
Alm disto, a humidade pode provocar a formao de gelo na vlvula de expanso do sistema.
Dentro do filtro desidratador, h substncias (gel de slica ou SILICAGEL e alumna activada) que
capturam a humidade existente no fluido refrigerante.
Fig. 2.65 Filtro secador com visor
Por este motivo necessrio conservar os filtros desidratadores cuidadosamente tapados e em ambiente
seco at ao momento da instalao. No filtro desidratador, prximo juno de sada, h uma parte de
vidro que possibilita o exame visual do funcionamento do sistema. Podem ocorrer quatro casos:
A - Vidro transparente: indica que o sistema foi carregado correctamente ou que no sistema no h lquido refrigerante (em tal caso, nota-se a completa
falta de aco arrefecedora no evaporador). Tambm no caso de excessiva
carga de lquido de arrefecimento, o vidro pode apresentar-se transparente.
Aconselha-se a efectuao de uma anlise das presses.
1 Corpo do Filtro
2 Filtro
3 Filtro desidratador
4 Juno de sada
5 Vidro-mostrador de controlo do sistema
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.51
B - Existncia de bolhas no vidro-mostrador: a formao de bolhas de vapor ou espuma atravs do vidro indica que h uma quantidade insuficiente
de lquido refrigerante ou uma infiltrao de ar no sistema; podem-se notar
ocasionalmente bolhas durante a activao do sistema ou durante as fases de
desengate da embraiagem electromagntica.
C - Fios de leo: indica a falta de fluido refrigerante e que o leo contido no compressor est circulando no sistema.
D - Fludo uniforme estriado no vidro-mostrador: indica que a substncia secante contida no filtro dissociou-se e est circulando no sistema por causa
da rotura dos discos de vedao.
Fig. 2.66 Visor-mostrador
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.52
DEPSITO COLECTOR
Este dispositivo tambm secador equipa sistemas apenas com vlvula expansora de orifcio calibrado,
e est montado entre o evaporador e o compressor.
Fig. 2.67 Depsito colector
Com funes idnticas ao desidratador, em relao humidade, este tambm actua como um depsito,
recebendo produto refrigerante lquido, vapor, e leo procedente do evaporador. A sua principal funo
separar o vapor do lquido, de modo a no chegar lquido ao compressor evitando a deteriorao
deste.
TIPOS DE FILTRO SECADOR
Estudmos no captulo anterior, um tipo de filtro secador (desidratador) com visor, para observar a
quantidade de produto e at fazer o diagnstico ao sistema, no entanto, no generalizada a utilizao
desta pea.
1 Entrada de vapor
2 Sada
3 Secante
4 Purga de leo
5 Filtro de leo
6 Tubo interno
7 Deflector
8 Entrada
5
1
2
3
4
6
7
8
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.53
1 Entrada de vapor
2 Sada
3 Secante
4 Purga de leo
5 Filtro de leo
6 Tubo interno
7 Deflector
8 Entrada
Por opo dos fabricantes, podemos encontrar tipos de secador em que o elemento que contm o
agente secante pode ser substitudo.
Fig. 2.67 Depsito colector
2.5.8 CIRCUITO DE SEGURANA
Um sistema de ar condicionado dotado necessariamente de um sub-sistema de segurana, variando
com as opes do fabricante, sistema de arrefecimento instalado, tipo de alimentao do motor (diesel,
gasolina ou outro, com ou sem gesto electrnica). Assim, e porque se torna substancialmente difcil
abordar caso a caso cada opo, estudamos um caso que ilustra a generalidade:
Veculo do segmento B;
Motor a gasolina;
Com gesto electrnica do motor;
Sem controlo electrnico de climatizao;
Com compressor alternativo de prato oscilante com cilindrada varivel.
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.54
As presses e temperaturas aqui apresentadas, so utilizadas num determinado modelo, e servem
para compreender o funcionamento de um sub-sistema de segurana e controlo de um sistema de
ar condicionado, e no como valores de diagnstico na generalidade (para isso, ser necessrio
informao do fabricante da viatura).
As presses e temperaturas aqui apresentadas, so utilizadas num determinado modelo, e servem
para compreender o funcionamento de um sub-sistema de segurana e controlo de um sistema de
ar condicionado, e no como valores de diagnstico na generalidade (para isso, ser necessrio
informao do fabricante da viatura).
FUNCIONAMENTO DO CIRCUITO DE SEGURANA
Interruptor do Ventilador Auxiliar
Quando aumenta a presso no condensador, aumenta tambm a sua temperatura.
Para evitar presses inadmissivelmente elevadas no circuito do produto refrigerante, com uma presso
superior a cerca de 1900 kPa (19,0 bar), o interruptor liga o ventilador auxiliar e passa o ventilador
do radiador da 1 para a 2 velocidade. Abaixo de cerca de 1500 kPa (15,0 bar) volta a ligar a 1
velocidade.
Interruptor do Aumento do Nmero de Rotaes (Interruptor do Sistema de Injeco)
O interruptor do sistema de injeco produz um aumento do nmero de rotaes no ralenti quando a
presso no circuito do produto refrigerante sobre para um valor superior a cerca de 1100 kPa (11,0 bar).
Compensa, assim, a quebra do nmero de rotaes que se verifica quando se liga o ar condicionado.
Abaixo de cerca de 900 kPa (9,0 bar) o interruptor do sistema de injeco volta a desligar-se.
O interruptor est montado na conduta de alta presso, entre o compressor e o condensador.
Outros sistemas existiram em funo dos outros sistemas de alimentao dos motores. Desde sistemas
electro-pneumticos no controlo do acelerador, a vlvulas elctricas em derivao com a borboleta do
acelerador. Sistemas de gesto electrnica de motores para modelos actuais j nem necessitam de
qualquer tipo de auxlio pois a unidade de comando do motor tem memorizado o parmetro para a
rotao de ralenti, corrigindo-a sempre, no importando qual a provenincia da carga aplicada ao
motor.
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.55
Interruptor da Temperatura do Lquido de Arrefecimento
O interruptor (3) no lado debaixo do radiador o interruptor do ventilador do radiador, utilizado tambm
nos veculos sem ar condicionado.
Quando a temperatura do lquido de arrefecimento atinge um valor superior a 100 C, este interruptor
liga o ventilador do radiador e o ventilador auxiliar, em srie. Quando atingida uma temperatura de 95
C, voltam a ser desligados o ventilador do radiador e o ventilador auxiliar.
O interruptor (4) na metade superior do radiador do motor um interruptor com dois contactos. A 105
C, um dos contactos liga o ventilador auxiliar e o ventilador do radiador na 2 velocidade e a 100 C volta
a ligar os ventiladores na 1 velocidade. O outro contacto desliga a 120 C o acoplamento magntico do
compressor, voltando a lig-lo quando atingida uma temperatura de 115 C.
Alm dos componentes atrs descritos, temos:
Interruptor Triplo
O interruptor triplo compreende:
Interruptor de segurana de baixa presso;
Interruptor de segurana de alta presso;
Interruptor do ventilador auxiliar.
Reage a trs presses diferentes na conduta de alta presso e faz a ligao ao respectivo circuito.
Interruptor de Segurana de Baixa Presso
O interruptor de segurana de baixa presso desliga o acoplamento magntico do compressor, assim
que a presso no circuito refrigerante baixa a cerca de 180 kPa (1,8 bar).
Independentemente de uma temperatura exterior baixa, a causa de uma queda da presso ,
uma regra, consequncia da falta de produto refrigerante motivada por uma fuga no circuito. Uma
vez que o produto refrigerante transporta o lubrificante do compressor no circuito e que este ltimo
tambm se perde, juntamente com o refrigerante, pelas fugas, o corte do compressor constitui uma
Ventilao Forada e Ar Condicionado
Ar Condicionado
2.56
medida de segurana para o preservar de eventuais danos por falta de lubrificante.
Acima de cerca de 250 kPa (2,5 bar) o interruptor de segurana de baixa presso volta a ligar o
compressor.
Interruptor de