Boletim da Engenharia

Medio e Regulagem do Superaquecimento e Sub-resfriamento 03/05

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Neste boletim vamos abordar os procedimentos de verificao e regulagem do Superaquecimento atravs da vlvula de expanso termosttica.

Superaquecimento til ou esttico (sada do evaporador): As vlvulas de expanso so erroneamente consideradas por alguns tcnicos como um complexo e misterioso componente. Como resultado, muitas vlvulas so demasiadamente substitudas quando a causa do mau funcionamento do sistema no imediatamente conhecida. Funo da vlvula de expanso termosttica: Manter o evaporador com suficiente quantidade de refrigerante para satisfazer todas as condies de carga trmica prevista para o sistema, controlando tambm a temperatura de evaporao e o que chamamos de superaquecimento. Figura 1 Representao simplificada do controle de lquido refrigerante no evaporador realizado atravs da

lvula de Expanso Termosttica. V

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De acordo com a figura 1, antes do ponto X o evaporador est cheio de refrigerante lquido e gasoso, esta parte do evaporador efetiva para o resfriamento. No ponto X o lquido est totalmente evaporado, caso a vlvula for regulada para 6K de superaquecimento, o gs que passa pelo bulbo remoto deve estar 6K mais quente do que a temperatura do refrigerante em evaporao. Como medir o superaquecimento til: 1 Passo: Instalar um manmetro de baixa presso na sada do evaporador, converter a presso lida no manmetro em temperatura (temperatura evaporao), para isso dever ser utilizada uma tabela ou rgua de presso x temperatura na escala equivalente ao tipo do refrigerante que est sendo utilizado na instalao. 2 Passo: Atravs de um termmetro confivel, medir a temperatura de suco prxima ao bulbo sensor da vlvula de expanso termosttica. 3 Passo: O valor do superaquecimento ser igual: temperatura de suco (obtida atravs do termmetro) temperatura de evaporao (obtida atravs da presso de suco convertida em temperatura saturada). Como regular o superaquecimento: As vlvulas de expanso termosttica j saem reguladas da fbrica com um superaquecimento variando na sua grande maioria de 3 a 7K. Caso seja necessria nova regulagem proceder da seguinte forma: Aps a partida do compressor, esperar que a instalao entre em equilbrio. Retirar o tampo e, com o mesmo (ou chave prpria), girar a haste de volta e aguardar o

sistema frigorfico entrar em equilbrio novamente. Faa a medio do superaquecimento e caso seja necessrio novo ajuste, proceder da mesma maneira: Girando a haste de regulagem para a esquerda (sentido anti-horrio) diminui o superaquecimento, o ponto X move-se para frente, aumentando a presso de evaporao e o fluxo de refrigerante. Girando a haste de regulagem para a direita (sentido horrio) aumenta o superaquecimento, o ponto X move-se para trs, diminuindo a presso de evaporao e o fluxo refrigerante.

Superaquecimento total (suco do compressor): extremamente importante em qualquer sistema de refrigerao verificar o valor do superaquecimento do gs de suco na entrada do compressor, principalmente nos casos onde o compressor est instalado distante do evaporador, como por exemplo, nas instalaes do frio alimentar dos supermercados.

Figura 2 Representao simplificada da medio do superaquecimento total na suco do compressor.

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O superaquecimento deve ser verificado no compressor da seguinte maneira: 1 Passo: Medir a presso de suco na vlvula de servio do compressor e determinar a temperatura de evaporao utilizando uma tabela ou rgua de presso x temperatura na escala equivalente ao tipo do refrigerante que est sendo utilizado na instalao. 2 Passo: Medir a temperatura da linha de suco aproximadamente 10 cm antes da vlvula de servio do compressor utilizando um termmetro confivel. 3 Passo: Subtrair a temperatura de saturao do refrigerante da temperatura da linha de suco, essa diferena o superaquecimento total (Temp. suco Temp. evaporao).

qo = Capacidade til do evaporador. qoh = Capacidade frigorfica do compressor. h0 = Superaquecimento til (sada do evaporador). h0h = Superaquecimento total (suco do compressor).

Figura 3 Representao do superaquecimento til e total atravs do diagrama P-h. De acordo com a figura 3, em caso padro (100%) o superaquecimento til (1a) da sada do evaporador (ou trocador de calor) idntico ao superaquecimento total na suco do compressor (1), a capacidade til do evaporador (qo) igual a capacidade do compressor (qoh). Caso o superaquecimento total seja maior que o til (1a < 1), a capacidade do evaporador (qo) ser menor que a capacidade do compressor (qoh). Atravs do software de selecionamento de compressores da Bitzer podem ser verificados em diversas condies de aplicao. Importante! A Bitzer recomenda que o superaquecimento total na suco do compressor esteja entre 8 a 20 K. Superaquecimento muito baixo pode resultar em retorno de lquido ao compressor, que poder causar: Quebra mecnica prematura do compressor devido diluio do leo no refrigerante ocasionando falha nos mancais, travamento das bielas no virabrequim, travamento dos anis nos pistes, travamento dos pistes nos cilindros, quebra das bielas e pistes, etc.

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Superaquecimento muito alto resultar: Altas temperaturas de descarga, o que poder causar a carbonizao do leo, danos aos anis dos pistes, paredes de cilindros e camisas, de um modo geral causar desgaste prematuro em todas as partes mveis do compressor reduzindo sua vida til. Falta de resfriamento do motor eltrico do compressor, podendo causar a queima prematura do enrolamento do estator (os compressores semi-hermticos tm seu motor resfriado pelo prprio gs de suco). Diminuio da capacidade frigorfica do evaporador e aumento da potncia consumida do compressor.

Como medir o sub-resfriamento: 1 Passo: Medir a presso de condensao na vlvula de servio de alta presso do compressor e determinar a temperatura de condensao utilizando uma tabela ou rgua de presso x temperatura na escala equivalente ao tipo do refrigerante que est sendo utilizado na instalao. 2 Passo: Medir a temperatura da linha de lquido antes do filtro secador utilizando um termmetro confivel. 3 Passo: Subtrair a temperatura da linha de lquido da temperatura da condensao, essa diferena o sub-resfriamento natural (Temp. condensao Temp. linha de lquido). desejvel obter um sub-resfriamento natural do lquido (proveniente do condensador) variando de 3 5K para evitar perdas de rendimento do sistema frigorfico atravs da presena indesejvel de flash gs (evaporao instantnea do lquido) na linha de lquido. O flash gs na linha de lquido faz com que a vlvula de expanso termosttica entre em hunting (flutuao do ponto de equilbrio de operao), ou seja, a ao modulante da vlvula ficar comprometida com a presena do vapor refrigerante. Esta ao modulante conseguida quando a vlvula de expanso recebe o refrigerante na condio de lquido sub-resfriado, ocasio onde presso do bulbo (que age no lado externo do diafragma e com um aumento da presso tende a abrir a vlvula) igual a soma da presso do evaporador (que age no lado interno do diafragma atravs do furo de equalizao no corpo da vlvula, com um aumento da presso a vlvula tende a fechar) mais a presso da mola (que tende a fechar a vlvula, porm esta presso pode variar aumentando ou diminuindo a pr-carga da mola agindo na haste rosqueada que se encontra embaixo e que possibilita o ajuste da calibragem da vlvula).

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Exemplo de medio do superaquecimento (til e total) e do sub-resfriamento:

Figura 4 Exemplo da medio do superaquecimento (til / total) e do sub-resfriamento.

40C

No exemplo acima temos a seguinte condio de aplicao: Refrigerante = R22 Temperatura de suco na sada do evaporador = -3C Presso de suco na sada do evaporador = 37 Psig (Temperatura de evaporao = -10C) Superaquecimento til = -3 (-10) = 7K Temperatura de suco na entrada do compressor = 5C Presso de suco na entrada do compressor = 37 Psig (Temperatura de evaporao = -10C) Superaquecimento total = 5 (-10) = 15K Temperatura da linha de lquido = 40C Presso de descarga (condensao) = 236 Psig (Temperatura de condensao = 45C) Sub-resfriamento natural = 45 40 = 5K

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