REFRIGERAÇÃO tos de refrigeração objetos desse curso, funcionam segundo o ciclo

termod ressão de vapor, que é constituído na sua forma mais simples por quatro elemen do um

esquema do ciclo básico de um sistema de refriger r, da evapor de gás quente. E do condensador

para o evaporador, está a linha de líquido. ntes de iniciarmos a descrição do ciclo de refrigeração, é

conveniente que se conceitue os elemen e pressão, o compressor, também, causa ao mesmo tempo,

essa diferença de pressão, elevando a pressão de saída (descarga) a um valor muito alto, comparado

com a pressão de entrada (sucção .

Ciclo básico teórico Os equipamen inâmico de comp tos distintos: 1) Compressor. 2) Condensador. 3)

Válvula de expansão ou capilar. 4) Evaporador. Na figura abaixo está representa ação, onde estão

indicadas as posições relativas ao ciclo do compressor, do condensado válvula de expansão e do

evaporador. Chama-se de linhas às tubulações que unem os diversos elementos. A linha que vai do

ador para o compressor é a de sucção ou aspiração. Do compressor até o condensador, tem-se a

linha de descarga ou Ato s já listados.

•Compressor É um conjunto de peças mecânicas, desenhadas e construídas de tal maneira

que ao funcionar possa provocar um deslocamento de massa (escoamento) necessário para o

reaproveitamento do fluido refrigerante, e como o escoamento de massa só se realiza devido a uma

diferença de pressão, o compressor, também, causa ao mesmo tempo, essa diferença de pressão,

elevando a pressão de saída (descarga) a um valor muito alto, comparado com a pressão de entrada

(sucção

•Condensador O condensador é um trocador de calor no qual o

calor que foi absorvido pelo fluido refrigerante durante a sua passagem pelo

evaporador e no processo de compressão é expelido para o exterior, motivado

por ventilação natural ou forçada. Nesse processo, o fluido refrigerante passa do

estado íquido (condensa).

•Válvula de expansão Válvu ntra no estado líquido, e uma vez forçado a

passar por ela o fluido ressão, criando condições ao processo de expansão (reduz

a pressão).

•Evaporador Evaporador é também um ado ou condicionado. No

processo de passagem pelo evaporador, o fluido refrigerante absorve calor do

ambiente e é gradualmente transformado do estado líquido para vapor

(evaporação).

Quando o fluido refrigerante, ainda no estado líquido, penetra na

serpentina do evaporado e devido ao a há uma queda acentuada na

•Descrição do ciclo Pois bem, o objetivo da máquina de refrigeração é retirar o calor do

“meio” que se quer resfriar, seja ele sólido, líquido ou ele. Analisemos duas formas de transferência

de calor, já vistas, até. Uma, onde a transferência de calor produza apenas uma variação de

temperatura do refrigerante. Dessa maneira, considerando que o calor específico do refrigeran para

transferir a quantidade de calor do processo seria necessária muita massa do agente de transporte

térmico (refrigerante). Na outra, a transferência produza além da variação de temperatura, também,

faça uma mudança de fase do agente refrigerante. Com esta alternativa, considerando que a

quantidade de calor envolvida na mudança de fase, calor latente de vaporização, é muito maior que

o calor específico, rido. Pois é assim que acontece. O compressor bombeia o fluido refrigeran e

sucção e comprimindo-o pela linha de descarga. O fluido refrigerante no estado gasoso fortemente

comprimido tem sua temperatura de saturação aumentada para o processo de liquefaçã

(condensação), no condens O objetivo da elevação da pressão é, também, elevar a temperatura de

saturação do refrigerante para valores mais altos que o meio para o qual o calor será transferido. Se

a transferência de calor for para o ar atmosférico, em Fortaleza, onde a temperatura é 32ºC, a

temperatura de saturação (ebulição do refrigerante) deverá ser cerca de 50ºC. O refrigerante chega

ao conde saturação, continua a perder calor e muda de fase passando para o estado líquido

(condensa). O process , do líquido, com temperatura abaixo da saturação (sub resfriado). a tubulação

de líquido, o refrigerante chega à válvula de expans é temperatura até o ponto que entra no

compressor novamente (superaquecido). o de remoção de calor ainda continua, e o refrigerante

nessa etapa muda de temperatura novamente, saindo do condensador no esta Saindo do

condensador pel ão ou tubo capilar, onde é forçado a atravessar uma restrição que o faz aumentar a

velocidade e como conseqüência, perde pressão. Do outro lado da válvula de expansão, o

refrigerante ainda está líquido, mas apresenta-se com pressão reduzida. Desta feita, acontece o

inverso do processo de compressão, o refrigerante perde calor e temperatura. Ao entrar no

evaporador, o refrigerante recebe calor do meio a resfriar, aquecendo-se (a temperatura continua

baixa) e vaporizando-se. Inversamente ao condensador, o refrigerante aquecido até a temperatura

de saturação donde muda de fase. Ao mudar de fase, eleva-se a O ciclo se inicia novamente.

ressão vapor de refrigerante formado no evaporador, à baixa pressão e baixa temperatura, é

aspirado quando o pistão do compressor se desloca do ponto morto superior para o ponto morto

inferior e riamento, a de saturação e depois condensado pela água (ou ar) de resfriam seguida é sub-

resfriado, cuja temperatura ficará cerca de 15°C abaixo da temper o de ra diminuir a pressão té a de

Ciclo básico real Ao descrever o ciclo real procuraremos utilizar a linguagem mais técnica e colocar os

elementos reais com sua função no ciclo. •Processo de comp O ,e é comprimido quando o pistão se

desloca em sentido contrário. A elevação da pressão desloca para cima o ponto de saturação do

refrigerante permitindo ao vapor a condição de fácil liquefação, ou seja, à alta pressão o vapor de

refrigerante poderá ser resfriado por ar ou água com temperaturas próximas da temperatura

ambiente (em Fortaleza 32°C) voltando novamente à fase líquida. O processo de compressão é

adiabático, todavia o trabalho da compressão tem um componente mecânico de energia que se

transforma em calor aumentando a temperatura do gás. •Processo de condensação O vapor de

fluido refrigerante que sai do compressor, a alta pressão e alta temperatura, pod ser facilmente

condensado pela rejeição de calor ao ar de resfriamento (ou à água de resf no caso de condensação à

água), à temperatura ambiente. Ou seja, no condensador, o vapor superaquecido é resfriado até a

temperatur ento e em atura de saturação. •Processo de expansão A válvula de expansão, pela

grande restrição que causa faz aumentar a pressão do fluido no sistema antes dela e ao passar por

ela, o fluido para manter a vazão do sistema aumenta muit velocidade e cai de pressão, pós-válvula .

Como dispositivo de redução de pressão, pa do fluido refrigerante liquefeito no condensador

(280psig para R22, condensação a ar), a uma pressão adequada à evaporação (70psig para ar-

condicionado, conforto), usa-se uma válvula de expansão ou um tubo capilar. Esses dispositivos são

calibrados para uma determinada queda de

pressão conforme a aplicação da máquina, refrigerante, meio de condensação, dentre

outros. Como válvula de expansão, usa-se geralmente uma válvula de expansão termostática, que

controla a vazão de refrigerante e mantém constante o grau de superaquecimento do vapor de

refrigerante na saída do evap ro interno e compri ento são determinados em função da diferença de

pressão entre os pontos de alta e baixa pressão stribuído enquan a. Uma vez líquida, a água é

drenada para fora do compar

O DE REFRIGERAÇÃO de refrigeração à compressão simples, são uma execução prática,

consistindo de quatro elementos fundamentais, conforme mostrado. O compressor succiona os

vapores de refrigerante do evaporador, comprimindo-os até à pressão de condensação; o

condensador onde o refriger deira, freezer, etc. ou da sala, no caso de ar condicionado). m sistema

de refrigeração é dividido, quanto à pressão, em duas partes conhecidas por lado de alta e lado de

baixa pressão. A alta pressão existe no sistema desde a válvula de descarga no compressor, passando

pela linha de descarga, condensador e linha de líquido até o tubo capilar. O lado de , tão logo a

refriger eno ma de refrigeração que trabalha por compressão, destaca das orador. Nas unidades

pequenas, usa-se um tubo capilar, cujo diâmet me da vazão do fluido refrigerante. •Processo de

evaporação O líquido refrigerante do ciclo, cuja pressão é reduzida na válvula de expansão, é di aos

tubos do evaporador por meio de um distribuidor (pode ser pelo próprio formato do evaporador). Ao

escoar no interior dos tubos, o fluido refrigerante se aquece e se vaporiza, ebule, to líquido,

retirando o calor do ar (ar do ambiente refrigerado ou condicionado), que circunda a superfície

externa, e torna a se aquecer, como vapor (superaquecimento). Analisando-se o ar no meio

resfriado, o calor transferido no processo pode ser sensível, quando baixa a temperatura do ar, e

latente, quando o ar é resfriado à temperatura abaixo do ponto de orvalho (TPO), e faz condensar a

águ timento do evaporador, no caso do condicionador de ar, e na geladeira, a água forma-se em gelo

sublima ou cristaliza.

COMPONENTE DO CIRCUITo de refrigeração

Os ciclos ante se condensa rejeitando calor; o tubo capilar que promove a queda de pressão

necessária a ser atingida no evaporador; e o evaporador onde a vaporização do refrigerante absorve

calor da câmara (espaço interno da gela U b aixa pressão começa no tubo capilar e continua através

do evaporador, linha de sucção e compressor até a válvula de admissão. O vapor de refrigerante é

aspirado do evaporador à baixa pressão e comprimido no lado de alta pressão para ser transformado

em líquido e assim ser mantido pronto para uso ação seja solicitada. O calor do ar é absorvido pelo

refrigerante no evaporador fenôm que gera o “frio ou produz a refrigeração”. De forma simplificada,

podemos resumir o que ocorre durante o ciclo de refrigeração do seguinte modo:

Compressor Entre os órgãos que compõem o siste m-se os compressores com singular importância e

características que devem ser observa para um completo êxito da instalação.

•Conceito A função do compressor na refrigeração mecânica é dupla, isto

é, deve fazer a sucção do vapor d iente do evaporador e comprimi-lo à pressão

de condensação (alta pressão tro vezes mais que a pressão de sucção), e, como

conseqüência disto, proporc massa necessário à recirculação do refrigerante. rios

refrigerantes usados em refrigeração, com diferentes propriedades e aplicações,

encontramos, conseqüentemente, variações nos tipos de compressores. Alguns

refriger pequen randes pressões. a bombear fluido somente no estado de vapor,

daí a necessidade do superaquecimento do fluido refrigerante ao sair do

evaporador, pois jamais deve penetrar líquido na câmara de compressão.

classificados quanto ao processo de compressão e à posição do motor de

acionam

Classificação pressão podem ser: o motor elétrico em relação ao fluxo de

refrigerante, podem ser:

Funcionamento descrição dos tipos de compressores que os assuntos

classificação e funcionamento. constituído de um cilindro e um pistão que o

chamado “ponto morto superior” amento positivo. Durante o curso de válvula de

sucção e o gás flui, então, da para o interior do cilindro, ao chegar no ponto

morto inferior, fecha-se a válvula de sucção e abre-se a válvula de descarga.O

gás é forçado para fora, para a linha de descarga, durante o curso ascendente

que ora se inicia. o e refrigerante proven , aproximadamente qua ionar o

deslocamento de Como há vá antes requerem deslocamento de grandes volumes

e pequena compressão, enquanto outros, os volumes e g Os compressores são

construídos par Os compressores são ento em relação ao próprio compressor. •Q

uanto ao processo de com - Alternativos ou de pistões (recíprocos); - Rotativos

(scroll); - Rotativo de palheta; - Rotativos centrífugos; - Parafuso. Quanto ao

posicionamento d - Herméticos. - Semi-herméticos ou semi-abertos. - Abertos. •

Nesse ponto da apostila iremos fazer uma breve nos referimos, e o leitor irá

perceber uma certa junção d »

Compressor alternativo O

compressor alternativo, fundamentalmente, é se

desloca alternativamente dentro desse cilindro, de um pont para o “ponto morto

inferior”. É uma máquina de desloc descendente do pistão abre-se uma

passagem chamada linha de sucção Cada volta do eixo-manivela (virabrequim)

corresponde a um ciclo de trabalho. Chamamos de câmara de compressão ao

espaço entre o fechamento superior do cilindro e ponto mais alto da cabeça do

pistão. O curso do pistão será o caminho percorrido por ele, desde o ponto morto

superior até o ponto morto inferior. O volume correspondente a esse

deslocamento, é chamado de cilindrada, e o volume de refrigerantes capaz clo de trabalho é

chamad deslocamentos volumétricos e relativamente grandes compre de ser deslocado num ci o de

deslocamento volumétrico. De maneira geral os compressores alternativos são, atualmente, os mais

utilizados e por isso trataremos mais particularmente desses compressores, os quais proporcionam

pequenos deslocamentos volumétricos e relativamente grande compressões.

Compressor rotativo

São compressores compactos e têm a vantagem deapresentarem pouca vibração e pouco

ruído.normalmente são de palhetas rotatórias montadas em um cilindro deslocado do centro da , de

modo a permitir a compressão do gás .durante o seu funcionamento ,o gás succionado penetra nos

espaços entre as palhetas, sendo comprimido pela redução de volumeprovocado pela

execentricidade do cilindro em relação à carcaça.

o de palhetas rotatórias montadas em carcaça pressão do gás. Durante o seu funcionamento,

o gás succionado penetra e provocado pela excentr mado aos rotores de bombas centrífugas. Esse

tipo de compressor é em geral utilizado em resfriadores de água, com capacidade superior a 200TR,

de refrigeração.

Compressor hermético éticos dá-se o nome vulgar de unidades seladas. ucro Trabalham a

cerca de 3.500 rpm e não permitem conserto mecânico, pois suas peças são montad o sua

lubrificação feita pelo próprio movim ão compressores herméticos, mas podem ser desmontados

para reparos. Construídos em carcaça têm uma vida útil cerca de três vezes maior que a dos

compressores herméticos. Suas principais características são: resfriamento pelo gás de sucção, baixo

nível de ruído e lubrificação forçada através de uma bomba de óleo de engrenagens montada

externamente. »

Compressor rotativo São compressores compactos e têm a vantagem de entarem pouca

vibração e pouco um cilindro deslocado do centro da , de modo a permitir a com nos espaços entre

as palhetas, sendo comprimido pela redução de volum icidade do cilindro em relação à carcaça.

Compressor centrífugo Os compressores centrífugos giram entre 3.600 rpm a 25.000 rpm.

Com esta velocidade, o gás é succionado e descarregado com uma aceleração tal que imprime ao gás

uma pressão adequada ao funcionamento do ciclo. O elemento do compressor que succiona e

comprime o gás é for por um ou dois rotores semelhantes »

Compressor de parafuso Os compressores de parafuso são concebidos para grandes

deslocamentos de massa com pressão relativamente baixa. O gás é succionado e descarregado pela

impulsão ocasionada pelo giro de dois parafusos que se desenroscam um sobre o outro. » Aos

compressores herm Compressor hermético é um conjunto motor-compressor encerrado em um

único invól de chapa de aço estampado e hermeticamente fechado através de solda, e apresenta a

vantagem do acionamento direto do motor-compressor e nível baixo de ruídos. as em lotes, por faixa

de tolerância, impedindo a substituição de peças do mesmo. Este tipo de compressor não possui

bomba de óleo externa, send ento do eixo de manivelas.

Compressor semi-hermético Ss de ferro fundido, trabalham a cerca de 1.750rpm etêm uma

vida útil cerca de três vezes maior que a dos compressores herméticos. Suas principais características

são: resfriamento pelo gás de sucção, baixo nível de ruído e lubrificação forçada através de uma

bomba de óleo de engrenagens montada externamente.

Compressor aberto

São compressores de capacidades variadas como os compressores herméticos e Semi herméticos,

mas necessitam de um motor externo para acioná-los. Esses motores normalmente são elétricos,

todavia podem também ser acionados por motores de combustão interna, turbinas a vapor, etc.

Neste tipo, o motor fica isolado do compressor, sendo a transmissão de potência feita com auxílio de

correias ou juntas elásticas de transmissão. Considerando que o eixo do compressor tem uma

extremidade externa para receber os elementos de transmissão, há necessidade de um elemento de

vedação que é um selo mecânico o qual apresenta com o desgaste vazamentos de gás refrigerante.

DIAGNÓSTICO DE DEFEITOS

tico de defeito res a unidade selada, segura, silenciosa e de longa duração. Seu motor

elétrico mb inação de corrente e temperatura atingirem valores de vezes em cada minuto. , os

fabricantes dos compressores que se utilizam, tiveram a preocupação de entregar uma m r que não

há como fazer a manutenção do compressor, se faz a manutenção do aparelho como um todo e se

preserva a vida útil desse elemento. mecânico onde o motor elétrico tem seu eixo coincidindo com o

eixo virabrequim do compressor propriamente dito, de tal forma que qualquer movimento do motor,

faz

DIAGNÓSTICO DE DEFEITOSCompressor

No sistema de refrigeração mecânica por compressão de vapor o compressor é o elemento

mais complexo, de maior custo, e que exige cuidados do mecânico no manuseio e no diagnóstico de

defeitos .

O tipo de compressor utilizado nos condicionadores de ar domésticos e nos refrigerado e

freezers é o recíproco ou rotativo, hermético.

O compressor é uma unidade selada ,segura silenciosa e de longa duração .seu motor

elétrico foi calculado rigorosamente por seus fabricantes, para que acione o compressor no melhor

fator de rendimento, com funcionamento normal.

O motor do compressor está protegido por um preciso protetor térmico, interno ou externo,

que corta o funcionamento do mesmo quando a combinação de correntes e temperatura atingirem

valores normais , impedindo a queima de seus enrolamentos.

As peças do compressor são elaboradas com elevada precisão, com ajustes de centésimos de

milímetros entre as peças móveis, as quais se friccionam milhares

Elas foram especialmente tratadas e montadas em temperaturas controladas, a fim de se

obter um grupo mecânico homogêneo, de tal forma que possa suportar dilatações, sem ultrapassar

as tolerâncias do projeto.

O óleo que lubrifica permanentemente estes mecanismos foi escolhido, após experiências e

pesquisas realizadas nos melhores laboratórios das indústrias petrolíferas.

Assim os fabricantes dos compressores com todo o respeito e atenção que merece.

E bom lembra que não há como fazer a manutenção do compressor,se faz a manutenção do

aparelho com um todo e se preserva a vida útil desse elemento

É um conjunto eletrotromecanico onde o motor elétrico tem seu eixo com eixo virabrequim

do compressor propriamente dito ,de tal forma que qualquer movimento do motor ,faz rodar o

compressor.

Esta dentro de uma carcaça de aço de baixo teor de carbono ,moldada por

comformação ,que após a montagem do conjunto e soldada hermeticamente ficando como acesso

para seu interior apenas três passadores ,que são tubos onde se ligam o evaporador ,o condesador e

o processo .

Durante a manutenção do condicionador o compressor devera ser limpo externamente e

pintado para evitar a oxidação da carcaça ,além disso devera também passar pelos teste de

diagnostico elétrico.

rimeiramente se identificam os bornes elétricos do compressor, porque tendo ele um motor

monofá de trabalho, principal, efetivo, e o outro de partida essitam de energia elétrica. Existem três

pinos externo igar a energia, e são: um pino é comum aos dois enrolam a o enrolamento de trabalho,

e no outro, deve ser ligada a energia para o enrolam nto auxiliar cuja função é dar a partida no

funcionamento do compressor e ajudar no torque rante o funcionamento. Esta ligação só poderá ser

feita de uma única maneira, caso co tor se aquecerá ará torna vel o compr

I M P O R T A N T E :

Há duas razões gerais pelas quais o compressor de um condicionador de ar deve ser

substituído.

1 - Falhas elétricas;

2 - Falhas mecânicas.

Examinaremos em primeiro lugar as falhas elétricas, todas, facilmente identificáveis pelo

processo de testes comuns feitos em oficinas.

Primeiramente se identifica os bornes elétricos do compressor,porque tendo ele um motor

monofásico possui dois enrolamentos elétricos ,um trabalho ,principal ,efetivo, e o outro de

partida ,arranco ,start ,auxilia ,etc.

co possui dois enrolamentos elétricos, um , arranco, start, auxiliar, etc., os quais nec s na

carcaça do compressor onde se deve l entos, no qual deve ser ligada energia (fase ou neutro), noutro

deve ser ligada a energia par fazer movimentar o motor, é e do motor du ntrário o mo muito e queim

ndo imprestá essor.