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Você já percebeu o quanto muitos de nós, oficiais, somos deficientes no assunto refrigeração? Pois bem, é por este motivo que estou aqui compartilhando com vocês o que tenho aprendido a respeito do assunto:

 

O ciclo básico de refrigeração:

Estes são os componentes básicos de um ciclo de refrigeração:

Compressor, Condensador, Controlador de Fluxo (válvula expansora) e Evaporador. Nossos sistemas de grande porte contam com um filtro secador após o condensador, para retenção de umidade possivelmente adquirida durante a condensação.

Em alguns sistemas também contamos com o coletor de líquido – para evitar a aspiração de líquido pelo compressor – e com o separador de óleo. Estes componentes, no entanto, serão explanados em artigos posteriores.

Denomina-se o “lado de alta pressão” a partir da descarga do compressor até a entrada da válvula expansora; e da saída da válvula expansora à aspiração do compressor o lado de baixa pressão.

Compressor

O gás é comprimido no compressor, onde ele sofre um aumento de pressão e temperatura ( o que possibilita  uma condensação futura). Existem diversos tipos de compressores, dos quais falaremos mais adiante.

Condensador

O refrigerante tem sua temperatura reduzida no condensador e passa pelo controlador de fluxo (válvula expansora), onde há uma queda brusca da pressão do gás.

Há também diferentes tipos de condensadores, dos quais falaremos posteriormente.

Controlador de Fluxo – Válvula Expansora

A válvula expansora atua segundo o princípio de Venturi: Quando o gás encontra uma resistência na rede, sofre uma queda de pressão e aumento de velocidade.

Além disso, nela também ocorre o efeito denominado Flash gas: Uma porcentagem deste gás evapora instantaneamente na passagem pelo controlador de fluxo.

Esta porção de gás que instantaneamente evapora é interessante pois contribui para baixar a temperatura da porção de gás que permanece líquida.

  • E por que é necessário que a temperatura do refrigerante líquido esteja baixa? Para melhorar a eficiência do evaporador.

Evaporador:

É no evaporador que o gás ‘rouba’ energia do ambiente, mudando seu estado físico. À temperatura na qual ocorre esta mudança de estado físico chamamos de Temperatura de Saturação. Após passar pelo evaporador, o refrigerante retorna para o compressor.

 

Você já ouviu falar em superaquecimento e subresfriamento? Sabe para que serve isso?

Superaquecimento (Superheat)

O superaquecimento ocorre no evaporador, onde o refrigerante absorve calor, e trata-se do aquecimento além do necessário para a evaporação do mesmo.

Isto significa que a faixa de aquecimento que encontra-se acima da temperatura de saturação é denominada superaquecimento. É  a diferença entre a temperatura na saída do evaporador e a temperatura de saturação do refrigerante à determinada pressão.

Ok, e por que o superaquecimento se faz necessário, você sabe?

Imagine se o fluido refrigerante saísse do evaporador ainda na temperatura de saturação, concorda que existiria a possibilidade de o compressor aspirar líquido? (durante toda a mudança de estado físico, o fluido permanece na temperatura de saturação)

Você lembra que líquido é incompressível? A aspiração de líquido poderia provocar calço hidráulico resultando na quebra do equipamento. Pois bem, é por isso que o superaquecimento se faz necessário, para garantir que o compressor não aspire líquido de maneira alguma.

Você  sabe como medir o superaquecimento? Ele é a diferença de temperatura entre a saída do evaporador e a temperatura de saturação.

Resumindo:

Superaquecimento é o aumento de temperatura acima da temperatura de saturação e ocorre no evaporador, porque é no evaporador que o fluido refrigerante aquece. Ele, o SA, é a garantia de que o compressor não vai aspirar líquido.

Subresfriamento:

Denomina-se subresfriamento a queda de temperatura abaixo da temperatura de saturação do fluido refrigerante. Ocorre no condensador, onde o refrigerante sofre uma queda de temperatura.

Este fenômeno é necessário para garantir que o fluido chegue líquido no dispositivo de expansão.  É o subresfriamento (SR) que vai controlar a porcentagem de líquido e gás após a válvula expansora.

Se o SR estiver baixo, a porcentagem de vapor após a expansora será maior que o necessário, consequentemente a porcentagem de líquido será menor que o necessário e isto pode comprometer a eficiência do evaporador.

Como medir? É a diferença entre a temperatura de saturação e a temperatura do fluido na saída do condensador.

O subresfriamento é a queda de temperatura abaixo da temperatura de saturação. Ele garante que o fluido vai chegar 100% líquido na válvula expansora, de modo que a eficiência do evaporador não seja comprometida.

Por vezes, quando a planta de refrigeração apresenta baixo rendimento, o operador tende a alterar a regulagem da válvula expansora ou adicionar/remover fluido refrigerante do sistema. Você sabe quais parâmetros devem ser analisados antes de tomar este tipo de decisão?

Pois bem, você concorda que se há falta de refrigerante no sistema o Superaquecimento estará alto (se há pouco refrigerante, ele irá evaporar todo antes do ponto em que comumente evaporaria e, por consequência, neste pedaço – agora maior – do evaporador que será percorrido pelo vapor de refrigerante haverá uma variação ainda maior de temperatura do fluido, resultando em SA mais alto que o determinado pelo fabricante)?

E que, nas mesmas condições, o Subresfriamento estará baixo (como há pouco refrigerante, a pressão estará baixa e, consequentemente, a temperatura de saturação também estará baixa, portante o valor da subtração [Temperatura de saturação – temperatura na saída do condensador] será baixo, resultando em baixo SR)?

Analogamente, excesso de refrigerante resultará em Baixo SA e SR alto.

E quanto à válvula expansora?

Estrangulando a válvula expansora, permitiremos um fluxo menor de refrigerante no evaporador (aumentará o SA) e o fluido será mantido por mais tempo no condensador (aumentará o SR).

Por analogia, abrir a válvula resulta em diminuir o SA e diminuir o SR.

Este é o motivo pelo qual é tão importante ter conhecimento não só do superaquecimento, mas também do subresfriamento.

Então, quanto à quantidade de refrigerante no sistema e abertura da válvula expansora, segue o Bizu:

  • SA alto e SR baixo -> Adicionar refrigerante
  • SA baixo e SR alto -> Retirar refrigerante
  • SA alto e SR alto -> Abrir a válvula expansora
  • SA baixo e SR baixo -> Estrangular a válvula expansora

 

Aqui foram explanados conceitos básicos em refrigeração, continue nos acompanhando para mais conteúdo neste assunto!

 

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