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    CENTRO PAULA SOUZA

    FACULDADE DE TECNOLOGIA

    FATEC SANTO ANDRTecnologia em Eletrnica Automotiva

    HELIO GAZIOLLARODRIGO DANIEL GOMES

    SISTEMA DE CLIMATIZAO AUTOMOTIVO

    Santo AndrSo Paulo2010

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    CENTRO PAULA SOUZAFACULDADE DE TECNOLOGIA

    FATEC SANTO ANDRTecnologia em Eletrnica Automotiva

    HELIO GAZIOLLA

    RODRIGO DANIEL GOMES

    SISTEMA DE CLIMATIZAO AUTOMOTIVO

    Trabalho de Concluso de Curso apresentado

    Faculdade de Tecnologia de Santo Andr comorequisito parcial para concluso do curso em

    Tecnologia em Eletrnica Automotiva

    Orientador: Prof.: Emerson Martins

    Santo AndrSo Paulo2010

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    AGRADECIMENTOS

    Gostaramos de agradecer primeiramente a DEUS, responsvel por todas as coisas,

    um agradecimento super especial s nossas famlias, fonte de apoio e incentivo irrestrito

    nos momentos mais intensos que antecederam a entrega deste trabalho, compreendendo

    que as noites e finais de semanas utilizados para o desenvolvimento deste trabalho, muitas

    vezes privando-os de passeios e horas de lazer, era por conta de um grande sonho.

    necessrio tambm agradecer a todos aqueles que contriburam direta ou indire-

    tamente para a realizao deste trabalho, aos colegas de classe que com o passar do tempo

    tornaram-se amigos que para sempre sero lembrados, ao Professor Emerson Martins pela

    orientao tcnica dada aos autores nos momentos de dvida e ao Professor Edson Kitani

    pela orientao quanto estrutura. Agradecemos a todos os professores e colaboradores da

    Fatec Santo Andr que sempre se prontificaram a ajudar a buscar solues para as dificul-

    dades enfrentadas, a todos os membros da diretoria, sobretudo ao Professor Dr. Alexandre

    Ichiro Hashimoto pela pacincia e habilidade em motivar pessoas, incentivando e sempre

    deixando claro que o esforo nunca em vo.

    todos, MUITO OBRIGADO...

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    O xito na vida no se mede pelo que voc

    conquistou, mas sim pelas dificuldades que

    superou pelo caminho.

    Abraham Lincoln

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    RESUMO

    No incio do sculo XX deu-se incio a produo de veculos em massa, sados de li-

    nhas de montagem desenvolvidas por Henry Ford nos EUA. Sendo que os desejos e neces-sidades dos passageiros eram diferentes dos atuais. Foram desenvolvidos sistemas que tor-

    naram o automvel um meio de transporte mais confortvel e seguro.

    O desenvolvimento dos veculos tambm foi focado em sistemas de ar condiciona-

    do. Permite mais conforto para os passageiros. O objetivo principal deste projeto mostrar

    a sua utilidade e o seu apoio para o conforto ea segurana para os ocupantes do veculo.

    Este trabalho apresenta um panorama histrico, mostrando sua evoluo tecnolgica desde

    o surgimento na dcada de 30 at os dias atuais e suas tendncias futuras, e tambm osproblemas inerentes aplicao de fludos como o R12 e R134a, gases das famlias dos

    CFCs (Clorofluorcarbonos) e HCFCs (Hidroclorofluorcarbono), visto que estas substn-

    cias so prejudiciais tanto do ponto de vista econmico quanto ambiental.

    Pode ser em um curto espao de tempo que um novo refrigerante estar apto para o

    consumo. Alm disso, mais CO2 surges como uma opo completa para o problema ambi-

    ental na indstria automotiva em indstria ou refrigerao.

    Palavras chave: ar condicionado, ar condicionado automotivo, meio ambiente

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    ABSTRACT

    In the early twentieth has begun the mass production of vehicles coming from assembly

    lines and developed by Henry Ford in the U.S. Aiming that the tastes and needs of the cus-

    tomers were different from today. Systems were developed that made cars more comfortable

    in terms of means of transport and insurance.

    The development of vehicles has also been focused on air conditioning systems. Allows

    more comfort for drivers. The main purpose of this project is to show its usefulness and sup-

    port to provide comfort and safety for the occupants of the vehicle.

    This work presents a historical overview, showing its technological evolution since the

    early 30s to the present day and future trends, and also the problems inherent in the applica-

    tion of fluids such as R12 and R134a, gases from the families of CFCs (Chlorofluorcarbons)

    and HCFCs (Hydrochlorofluorcarbons), bearing in mind that these substances are harmful

    both economically and environmentally.

    It may be in a near future that a new cooling system will be ready for consumption. Be-

    sides that, more CO2 appears as an option to worsen the environmental problem in the auto-

    motive industry or in cooling.

    Key words: air conditioning, cooling system, environment.

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    LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 Anncio de capa de chuva para automveis com cabine aberta (Extrado de ASHARAE

    Journal, 1999). ...................................................................................................................................... 13Figura 2 Foto do primeiro veculo equipado com uma unidade de ar condicionado independentefabricado pela C&C Kelvinator (Extrado de ASHRAEJournal, 1999). ............................................. 15Figura 3 Foto do prottipoself-containedsistema de ar condicionado montado na traseira de umCadillac 1939 (Extrado de ASHARAEJournal, 1999). ...................................................................... 16Figura 4 Primeiro sistema completo de ar condicionado instalado numPackard1939 (Extrado deASHRAEJournal, 1999). ..................................................................................................................... 16Figura 5 Sistema de ar condicionado desenvolvido pelaAirtemp no arranjo condensador duplo(Extrado de ASHRAEJournal, 1999). ................................................................................................ 17Figura 6 Sistema ar condicionadoHarrison-Radiator(Extrado de ASHRAEJournal, 1999). ........... 18Figura 7 Ciclo terico de refrigerao por compresso de vapor (Extrado de SILVA, 2005). ............ 20Figura 8 Diferenas entre os ciclos de refrigerao terico e o real (Extrado de SILVA, 2005). ........ 21Figura 9 Seqncia de imagens da camada de oznio (Extrado de KOCH e NETO, 2009). ............... 23Figura 10 Visualizao do sistema de ar condicionado automotivo e esquema do ciclo (Extrado deDIAS, 2005) modificada. ...................................................................................................................... 30Figura 11 Sistema de ar condicionado automotivo (Extrado de SALVIANO, 2006) modificada. ...... 30Figura 12 Posio do evaporador no painel de instrumentos (Extrado de MOURA, 2007). ............... 31Figura 13 Sistema ar condicionado automotivo (Extrado de FERNANDES, 2006) modificada. ....... 32Figura 14 Vlvula de expanso do sistema de ar condicionado automotivo (Extrado deVASCONCELOS, 2006). ..................................................................................................................... 32Figura 15 Compressor do tipo Swash Plate (Extrado de SALVIANO, 2006). .................................... 34Figura 16 Compressor"swash plate"com deslocamento varivel (Extrado de MOURA, 2007)modificada. ............................................................................................................................................ 34Figura 17 Compressor"swash plate"com deslocamento fixo (Extrado de MOURA, 2007)modificada. ............................................................................................................................................ 35Figura 18 Compressor do tipo Scroll(Extrado de SALVIANO, 2006). .............................................. 35Figura 19 Construo de tubo tipoflataletado (Extrado de DALY, 2006) modificada. ..................... 36Figura 20 Construo de tubo tipoplate aletado (Extrado de DALY, 2006) modificada.................... 36Figura 21 Condensador tipo microchannels (Extrado de SALVIANO, 2006). .................................. 37Figura 22 Evaporador tipo simples (Extrado de SALVIANO, 2006). ................................................. 37Figura 23 Exemplo de aplicao vlvula de expanso (TXV) (Extrado de DALY, 2006). ................. 38Figura 24 Tubo de Orifcio (Extrado de DALY, 2006). ...................................................................... 39Figura 25 Tubos de Orifcio de Dimetros Diversos (Extrado de DALY, 2006). ............................... 39Figura 26 Filtro Secador em Corte (Extrado de DALY, 2006). ........................................................... 40Figura 27 Acumulador (Extrado de Martins, 2009) modificada. ......................................................... 40Figura 28 Modelo caixa de ar gerado por computador usando CAD, Visteon (Extrado de DALY,2006). .................................................................................................................................................... 41Figura 29 Pea a ser analisada pelo CFD, Visteon (Extrado de DALY, 2006). .................................. 42Figura 30 Anlise do fluxo de ar feita pelo CFD, Visteon (Extrado de DALY, 2006). ....................... 42Figura 31 Modelagem humana da distribuio de temperatura gerada por CFD, Visteon (Extrado deDALY, 2006). ....................................................................................................................................... 43Figura 32 Esquema do controle da temperatura interna (Extrado de MOURA, 2006). ....................... 44Figura 33 Sensor de radiao solar (Extrado de MOURA, 2006). ....................................................... 44Figura 34 Sensor de temperatura externa (Extrado de MOURA, 2006). ............................................. 45Figura 35 Estrutura Eltrica do Compressor ......................................................................................... 46Figura 36 Sistema de Ar Condicionado ................................................................................................ 46

    http://g/entrega%20tcc/TCC%20corrigido%20V%E1%A7%AEer%20e%20Rog%E9%B2%A9o,%2006-08-10.doc%23_Toc269318792http://g/entrega%20tcc/TCC%20corrigido%20V%E1%A7%AEer%20e%20Rog%E9%B2%A9o,%2006-08-10.doc%23_Toc269318792http://g/entrega%20tcc/TCC%20corrigido%20V%E1%A7%AEer%20e%20Rog%E9%B2%A9o,%2006-08-10.doc%23_Toc269318793http://g/entrega%20tcc/TCC%20corrigido%20V%E1%A7%AEer%20e%20Rog%E9%B2%A9o,%2006-08-10.doc%23_Toc269318793http://g/entrega%20tcc/TCC%20corrigido%20V%E1%A7%AEer%20e%20Rog%E9%B2%A9o,%2006-08-10.doc%23_Toc269318793http://g/entrega%20tcc/TCC%20corrigido%20V%E1%A7%AEer%20e%20Rog%E9%B2%A9o,%2006-08-10.doc%23_Toc269318792
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    LISTA DE TABELAS

    Tabela 1 Tabela de comparao hidrocarbonetos e haloalcanos (Extrado de PIMENTA, 2006). ....... 24Tabela 2 Propriedades dos refrigerantes hidroclorofluorcarbonados (Extrado de FERNANDES, 2006)apud Calm e Hourahan , 2001. .............................................................................................................. 26Tabela 3 Propriedades Termofsicas CO2 e R134a a 5, 10 e 15C (Extrado de Mathur, 2000). .......... 48Tabela 4 Dados de Projeto do Sistema (Extrado de Mathur, 2000). .................................................... 49Tabela 5 Tabela de Comparao do Desempenho dos Refrigerantes (Extrado de Mathur, 2000)....... 50

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    LISTA DE SMBOLOS, ANACRONISMOS E UNIDADES

    XX= Sculo 20

    EUA= Estados Unidos da Amrica

    kW= Quilo Watts

    HVAC= Heat, Ventilation and Air Conditioning

    BTUs= Britsh Thermal Units

    C= Graus Celsius

    US$= Dlar

    N.J.= New Jersey

    N.Y.= Nova York

    CFC= Clorofluorcarbono

    R11= Triclorofluormetano

    R12= DiclorofluormentanoR113= Tricloro-trifluoretano

    R114= Dicloro-tetrafluoretano

    R134a= Tetrafluoretano

    SAE= Society Automotive Engineers

    P-h= Diagrama de Mollier (Plano P-h)

    P0= Presso do Evaporador

    PC= Presso de Condensao

    T0= Temperatura de Vaporizao

    T2= Temperatura 2

    T3= Temperatura 3

    TC= Temperatura de Condensao

    S3= Entropia do fluido refrigerante antes do dispositivo de expanso

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    S4= Entropia do fluido refrigerante aps dispositivo de expanso

    Pd= Perda de Carga na Descarga Compressor

    P= Diferencial de Presso

    COP= Coeficiente de Eficcia

    O3= Gs Oznio

    NASA= National Aeronautics and Space Administration

    ONU= Organizao das Naes Unidas

    DU= Dobson Units

    GWP= Global Warming Potential

    CO2= Dixido de Carbono

    ODP= Potencial de Destruio da Camada de Oznio

    HCFC= Hidroclorofluorcarbono

    HC= Hidrocarbonetos

    R= Refrigerante

    EPA= Enviromental Protection Agency

    kPa= quilo Pascal

    ST= Modelo de Evaporador Tipo Tanque Simples

    MS= Modelo de Evaporador Tanque Duplo

    TXV= Thermostatic Expansive ValveBar= Unidade de Medida de Presso

    Psi= Pression Square Inch

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    SUMRIO

    1 - INTRODUO ............................................................................................................... 11

    1.1 Objetivos e Motivao ................................................................................................ 122 - SISTEMA DE CLIMATIZAO AUTOMOTIVO ...................................................... 13

    2.1 O Ciclo de Compresso a Vapor ................................................................................. 19

    2.2 Protocolo de Montreal e a Camada de Oznio ........................................................... 22

    2.3 Fluidos Refrigerantes .................................................................................................. 25

    2.4 Fluidos Refrigerantes Alternativos ............................................................................. 27

    3 - SISTEMAS DE AR CONDICIONADO AUTOMOTIVO ............................................. 30

    3.1 Componentes do Sistema de Ar Condicionado........................................................... 33

    3.1.1 Compressor ........................................................................................................... 333.1.2 Condensador ......................................................................................................... 363.1.3 Evaporador ........................................................................................................... 373.1.4 Sistemas de Expanso ........................................................................................... 383.1.5 Dispositivos Auxiliares ao Sistema de Expanso ................................................. 393.1.6 Novas Tecnologias ............................................................................................... 41

    4 - METODOLOGIA ............................................................................................................ 47

    5 - CONCLUSO ................................................................................................................. 53

    6 - REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................ 54

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    1 - INTRODUO

    Quando os primeiros veculos foram fabricados no incio do sculo XX, os concei-

    tos de conforto eram bem diferentes devido o veculo ser considerado apenas como um

    meio de transporte. Com o passar do tempo surgiu necessidade do controle das condies

    de conforto trmico na cabine do veculo. O primeiro sistema climatizador automotivo foi

    desenvolvido [...] em 1930 nos Estados Unidos, e foi adaptado em um Cadillac pela

    C&C Kelvinator Co. no estado do Texas, EUA [...] (BHATTI, 1999 apud SANTOS,

    2005, p.3).

    Com as constantes alteraes climticas que ocorrem diariamente, principalmente

    nos pases tropicais, o sistema de climatizao tem a funo de gerar satisfao trmica

    sem alterar a qualidade e a pureza do ar. Em contrapartida, em pases com inverno muito

    rigoroso, o sistema climatizador deve aquecer o interior do veculo e ainda, desembaar os

    vidros gerando assim maior segurana e visibilidade para o condutor.

    No incio do sculo XX deu-se incio a produo de automveis de forma seriada

    em uma linha de montagem com um processo desenvolvido por Henry Ford nos EUA. O

    automvel era um meio de transporte mais rpido e eficiente dos existentes naquele mo-

    mento. Itens e dispositivos de segurana que esto disponveis nos automveis hoje no e-

    xistiam ou eram desconhecidos. No havia indcios de assuntos tais como emisso de polu-

    entes, consumo de combustvel ou sistemas de segurana ativa e passiva.

    Com o passar dos anos e a necessidade dos consumidores, os sistemas automotivos

    evoluram e foram se tornando sofisticados. Foram introduzidos novos sistemas que visa-

    vam atender aos desejos dos usurios, trazendo maior conforto trmico e melhor dirigibili-

    dade. Essas medidas buscaram melhorar o tempo de permanncia do condutor e passagei-

    ros dentro do veculo (MOURA, 2007).O conforto dentro da cabine de um automvel no est somente relacionado ma-

    nuteno da vida, mas tambm a sua qualidade. Podemos dizer que o conforto dentro de

    um automvel esta dividido em:

    Conforto trmico; Conforto luminoso; Conforto acstico; Qualidade do ar no interior do habitculo; Ergonomia ao dirigir.

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    No caso do sistema de climatizao, objeto de estudo deste trabalho, ser feita uma

    reviso de sua evoluo em uma linha de tempo mostrando o seu passado, seu estgio pre-

    sente e as tendncias futuras para este sistema (SANTOS, 2005).

    1.1 Objetivos e Motivao

    O objetivo do presente trabalho demonstrar o surgimento do sistema de climatiza-

    o veicular, mostrar sua evoluo desde o incio levando em conta o progresso nos com-

    ponentes e na tecnologia envolvida para a utilizao na rea automotiva. A pesquisa visa

    entender as tecnologias existentes no mercado automobilstico no que diz respeito aos sis-

    temas climatizadores e assim, buscar uma base como ponto de partida para novas linhas de

    pesquisa para aprimorar os sistemas existentes e desenvolver novas tecnologias.

    Acresce ainda o fato destes autores pesquisarem sobre novos fluidos refrigerantes

    que venham a diminuir a agresso causada ao meio ambiente pelos sistemas atuais.

    A motivao partiu da necessidade de ampliar os conhecimentos em sistemas de

    climatizao que so necessrios para fornecer conforto e segurana ao condutor e aos o-

    cupantes do veculo. A escassez de informaes levaram os autores deste trabalho a buscar

    fontes de consulta no idioma ingls, visto que a grande maioria do material tcnico encon-trado est nesse idioma e as publicaes tcnicas so de origem americana.

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    2 - SISTEMA DE CLIMATIZAO AUTOMOTIVO

    O sistema de climatizao automotivo tem como principal funo tornar ou manter

    o ambiente da cabine do veculo o mais confortvel possvel, seja aquecendo ou resfriando

    a cabine.

    Segundo Daly (DALY, 2006), no incio os sistemas de transporte eram dotados de

    carroas e carruagens dotados de trao animal. Elas foram ultrapassadas e tornaram-se

    obsoletas com a inveno do automvel. Os primeiros automveis eram dotados de cabines

    abertas, as quais sofriam influncia direta do meio ambiente que o circundava e de uma

    gama variada de fenmenos. Seus ocupantes eram obrigados a adaptar suas vestimentas s

    condies climticas, como pode ser verificado na figura 1, estando sujeitos aos elementos

    da natureza.

    Figura 1 Anncio de capa de chuva para automveis com cabine aberta (Extrado de ASHARAEJournal,1999).

    Com o avano e aperfeioamento dos automveis as cabines fechadas foram intro-

    duzidas e com elas surgiram um novo problema para seus ocupantes. Como tornar a via-

    gem confortvel, pois no vero o veculo estava sujeito a carga solar durante um dia quen-

    te, a chuva, ao vento e ao frio no inverno. Da a necessidade de desenvolver sistemas que

    disponibilizem este conforto aos seus ocupantes.

    No Brasil, devido grande variao climtica entre as regies, o sistema de clima-

    tizao muito exigido em termos de funcionamento. Caso o veculo trafegue na regioNorte ou Nordeste, a principal funo ser a refrigerao do habitculo promovendo con-

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    forto trmico aos ocupantes, neste caso baixando a temperatura interna em relao exter-

    na. O inverso ocorrer se o veculo estiver nas regies Sul e Sudeste, pois a predominncia

    de clima temperado a frio, da a necessidade de aquecer o habitculo do veculo e pro-

    mover o conforto trmico.

    Em pases com inverno rigoroso, o sistema de climatizao tem a funo de aquecer

    o interior da cabine no apenas para o conforto trmico do usurio, mas tambm por ques-

    tes de segurana. Um sistema desenvolvido para amenizar o frio do inverno para o condu-

    tor e os passageiros do automvel utilizava tijolos de barro aquecidos, que eram colocados

    dentro da cabine para dar aos ocupantes do veculo conforto trmico no decorrer de sua vi-

    agem.

    Para resfriar a cabine, desenvolveram-se janelas e para-brisas basculantes para quepudesse ocorrer a ventilao do ar no interior do veculo. Foram introduzidas aberturas nas

    portas que eram auxiliadas por painis de veneziana e faziam a funo dos dutos de ar uti-

    lizados atualmente. O fluxo de ar dependia da velocidade do veculo, tornando difcil o

    controle. Posteriormente foram introduzidos motores eltricos/ventiladores para aumentar

    o fluxo de ar em baixas velocidades (DALY, 2006).

    Segundo a norma ASHRAE 55:2004, define-se que conforto trmico That condi-

    tion of mind which expresses satisfaction with the thermal environment.No incio dos anos de 1930, nos Estados Unidos, iniciou-se o desenvolvimento de

    sistemas de refrigerao para veculos. A princpio foi feita uma adaptao em um veculo

    modelo Cadillac pela C&C Kelvinator Co. no estado do Texas, nos Estados Unidos. Este

    sistema tinha capacidade de refrigerao de 0,37 kW e era alimentado por um motor a ga-

    solina de 1,1 kW. Esta unidade compacta era montada na traseira do veculo e o ar frio

    produzido era introduzido dentro da cabine por duas aberturas logo acima do assento tra-

    seiro e estes dois fluxos de ar frio eram impulsionados por um ventilador, que fazia comque o ar frio circulasse por toda cabine melhorando o conforto dos passageiros e motorista

    (BHATTI, 1999). Um exemplo desta montagem pode ser observada na figura 2. O primei-

    ro sistema HVAC (Heat, Ventilation and Air Conditioning) original de fbrica completo

    foi lanado e implementado em um veculo pela Packard Motor Carem 1939. Apenas em

    1941 a General Motors fez o mesmo em seus veculos instalando um sistema HVAC no

    Cadillac (BHATTI, 1999 apud SANTOS, 2005, p.3).

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    Figura 2 Foto do primeiro veculo equipado com uma unidade de ar condicionado independente fabricadopela C&C Kelvinator (Extrado de ASHRAEJournal, 1999).

    Com o passar do tempo vrias alteraes foram feitas e algumas melhorias introdu-

    zidas como ventilao frontal, compressor com embreagem eletromagntica e controle de

    temperatura automtico computadorizado (permitindo manter a temperatura desejada). Es-

    ses novos sistemas deram maior complexidade ao sistema HVAC e o tornaram mais confi-

    vel e seguro, por conseguinte, seu grau de complexidade tornou-se maior.

    O desenvolvimento do ar condicionado automotivo iniciou-se seriadamente pela

    General Motors Research Laboratoriesconvencida pela idia de utilizao do sistema decompresso do ciclo de vapor do fludo refrigerante do gs freon R12.

    Em 1933 trabalhos com sistemas de refrigerao por compresso do ciclo de vapor,

    usando o R12 (Diclorofluormetano) como fludo refrigerante. A diviso Cadillac da Gene-

    ral Motors demonstrou interesse na proposta para o desenvolvimento de um sistema de ar

    condicionado, embarcado no prprio veculo e montado na fbrica. No vero de 1933 foi

    dado incio ao projeto para o desenvolvimento de um prottipo, a capacidade do sistema de

    ar condicionado foi estimada em 200 BTUs por minuto, o que representa metade da cap a-

    cidade dos sistemas modernos.

    Duas razes determinaram esta estimativa abaixo da capacidade. A primeira que

    os testes para determinar a capacidade trmica do sistema, foram conduzidos em recircula-o no modo de ventilao. A segunda que durante os testes a temperatura no interior da

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    cabine do automvel no conseguia ser reduzida alm de 5,6 C em relao temperatura

    exterior ao veculo. Pessoas que ocupavam a cabine durante os testes, ao sarem para o

    meio externo eram surpreendidas pela diferena de temperatura, em relao ao lado de fora

    da cabine. Tal nvel de temperatura para a poca era um grande avano e durante o restante

    da dcada de 1930, os trabalhos realizados pelos laboratrios da General Motors culmina-

    ram com o desenvolvimento de um prottipo self-contained,instalada na traseira de umCadillac 1939, como pode ser visto na figura 3.

    Figura 3 Foto do prottipoself-containedsistema de ar condicionado montado na traseira de um Cadillac1939 (Extrado de ASHARAEJournal, 1999).

    Aproveitando o desenvolvimento do prottipoself-containeda General Motors de-senvolveu um sistema completo de ar condicionado tanto para vero, quanto para inverno a

    ser avaliado depois de montado numPackardmodelo 1939, ilustrado na figura 4 a seguir.

    Figura 4 Primeiro sistema completo de ar condicionado instalado numPackard1939 (Extrado de ASHRAEJournal, 1999).

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    Este sistema chamado de all-weahter air-conditioining system foi oferecido ao

    mercado pelo valor de US$ 274. Em 1934 uma joint-venture formada pela Houde-

    Engineering de Buffalo, N.Y., e a Carrier-EnginerringdeNewark, N.J., desenvolveram o

    primeiro sistema self-containedde ar condicionado para aplicao em nibus nos Estados

    Unidos (BHATTI, 1999).

    Na dcada de 40, entre os anos de 1940 e 1942 a Packardequipou 1500 veculos

    com sistema de ar condicionado e, antes da Segunda Guerra Mundial, um montante de

    3000 veculos estavam equipados com sistema de ar condicionado. A partir de 1947 fabri-

    cantes independentes comearam a instalar sistemas de ar condicionado em veculos de di-

    versas marcas, criando um grande mercado para acessrios.

    O grande ponto de concentrao de empresas fabricantes de sistemas de ar condi-cionado era o estado americano do Texas, mas no decorrer dos anos estes fabricantes se

    transferiram para o estado de Michigan.

    Na dcada de 50 a General Motors, ChryslerePackardapresentaram sistemas de

    ar condicionado prticos que eram vendidos porUS$ 600 cada (BHATTI, 1999). Em 1953

    aAirtemp, uma diviso da Chrysler, apresentou um modelo de sistema de ar condicionado

    que possua dois condensadores e utilizava como fluido refrigerante o frenon R12. A figura

    5 representa o arranjo desenvolvido pelaAirtemp.

    Figura 5 Sistema de ar condicionado desenvolvido pelaAirtemp no arranjo condensador duplo (Extrado deASHRAEJournal, 1999).

    Em 1953, aHarrison Radiator, uma diviso da General Motors, lana um sistema

    de ar condicionado com os componentes dispostos todos no compartimento do motor, na

    dianteira do veculo melhorando assim o arranjo fsico do sistema. Observa-se na figura 6

    o arranjo descrito acima.

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    Figura 6 Sistema ar condicionadoHarrison-Radiator(Extrado de ASHRAEJournal, 1999).

    Na dcada de 60, o nmero de veculos americanos com sistema de ar condicionado

    triplicou. No s carros e nibus possuam estes sistemas, mas os caminhes tambm ado-

    taram o ar condicionado.

    Na dcada de 70, estudos realizados pelos qumicos o americano Frank Rowland eo mexicano Mario Molina, ambos ganhadores do Prmio Nobel de Qumica de 1995, esti-

    maram que cada molcula de cloro lanada na atmosfera tem o poder de decompor apro-

    ximadamente 100 mil molculas de oznio da estratosfera (REIS, 2001).

    Foi assim que associaram a destruio da camada de oznio aos compostos de clo-

    rofluorcabono (CFC) no qual esta incluso o R12, fazendo com que em 1981 protocolo de

    Montreal estabelecesse que progressivamente a famlia dos clorofluorcarbonos fosse redu-

    zida e extinta na sua produo como tambm utilizao em todas as reas da refrigeraotanto em suas aplicaes comerciais como automotivas. Posteriormente, em 1990 iniciou-

    se a substituio do sistema de refrigerao com R12 por R134a, utilizado atualmente. Esta

    substituio gera incompatibilidade nos sistemas de lubrificao e de vedaes entre o

    fluido R12 e o R134a e, devido esse fato, diversas alteraes foram feitas para evitar con-

    taminaes devido ao uso de refrigerante incorreto. Assim, foram geradas vrias normas

    especficas como SAE-J639 (SAE, 1999), SAE-J2210 (SAE, 1999b), SAE-J1732 (SAE,

    1998) e SAE-J2197 (SAE, 1997) (SANTOS, 2005).

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    Somente citando como exemplo a existncia de outros ciclos trmicos ideais diferentes do

    Ciclo de Carnot, como:

    O ciclo ideal de Rankine, utilizado nos sistemas de potncia de mquinas avapor;

    O ciclo Otto, utilizado nos motores a gasolina e lcool; O ciclo de Brayton, utilizado em motores aeronuticos (SILVA, 2005).

    A figura 7 mostra um tpico sistema de refrigerao com seus componentes e seu

    respectivo ciclo trmico desenhado sobre o diagrama de Mollier no plano P-h. Os compo-

    nentes contidos no diagrama esquemtico esto demonstrando apenas uma idia genrica

    de um sistema de refrigerao. De acordo com Silva (SILVA, 2005), os processos termo-

    dinmicos envolvidos que constituem o ciclo terico so:

    Figura 7 Ciclo terico de refrigerao por compresso de vapor (Extrado de SILVA, 2005).

    Processo 12. No compressor ocorre um processo adiabtico sendo assim revers-

    vel e isentrpico. Fludo refrigerante entra no compressor presso do evaporador (P0), en-

    to o refrigerante comprimido at atingir a presso de condensao (PC). Ao sair do com-

    pressor esta a temperatura T2 esta maior que a temperatura de condensao TC.

    Processo 23. Tem sua ocorrncia no condensador, sendo um processo de rejeio

    de calor do fludo refrigerante e com a presso constante. O fluido refrigerante resfriado

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    da temperatura T2 at a temperatura de condensao TC. Prosseguindo no processo o fluido

    condensado tornando-se um lquido saturado com temperatura T3, sendo igual a TC.

    Processo 34. Ocorre no dispositivo de expanso, sendo uma forma de expanso

    irreversvel com entalpia na sada (S4) do dispositivo de expanso ser maior, que a da sua

    entrada (S3).

    Processo 41. Ocorre no evaporador, resultando na transferncia de calor com

    presso constante (P0), e conseqentemente com a temperatura constante (T0) desde vapor

    mido ate no estado vapor saturado seco (S4). Observa-se que o calor transferido ao refri-

    gerante ao evaporador no modifica a temperatura.

    Entre o ciclo real de compresso e o ciclo terico de compresso existem diferen-as. Como exemplo, pode-se citar uma queda de presso nas linhas de descarga (lquido e

    suco), e tambm no condensador e evaporador. As perdas de carga so dadas por Pd e

    Ps mostradas na Figura 8.

    Figura 8 Diferenas entre os ciclos de refrigerao terico e o real (Extrado de SILVA, 2005).

    Para avaliarmos estas diferenas entre os ciclos real e terico define-se um ndice

    que relaciona estes dois ltimos (ciclo real e terico), aprofundando um pouco esta questo

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    podemos dizer que este ndice denominado COP (Coeficiente de Eficcia), a relao en-

    tre carga til (objetivo principal do sistema) e a energia consumida para se obter o efeito de

    refrigerao desejado. Para a obtermos um COP elevado necessita-se reduzir de forma

    considervel o trabalho necessrio para a obteno de um dado efeito de refrigerao.

    Acresce ainda o fato que torna-se impossvel a obteno de um COP com valor

    prximo a 1 (um) que seria o ideal e objetivo de todo projetista de sistemas de refrigerao,

    pois nesta relao esto envolvidas perdas e limites impostos pelo projeto. Os limites so

    impostos pelas temperaturas relacionadas ao ciclo de Carnot, no podendo serem fixadas

    arbitrariamente visto que o calor vai ser removido de um ambiente a baixa temperatura

    (frio), sendo rejeitado este calor no meio externo (ambiente) (SILVA, 2005).

    No caso dos sistemas de ar condicionado automotivo a temperatura do habitculoesta entre 20 e 22C rejeitando este calor ao meio externo com uma temperatura entre 28 a

    33C.

    2.2 Protocolo de Montreal e a Camada de Oznio

    Cabe aos autores deste trabalho dar um panorama geral sobre o Protocolo de Mon-

    treal e a camada de oznio, sem entrar muito no mrito jurdico do Protocolo mas em seusaspectos prticos que realmente interessam ao nosso estudo. Mas antes uma pequena revi-

    so para conhecer-mos um pouco sobre os objetos deste estudo.

    A camada de oznio uma das vrias que envolvem a Terra sendo uma composio

    de inmeros gases e que tem a funo de proteg-la dos efeitos nocivos dos raios ultravio-

    leta. Aliado ao desenvolvimento industrial do Planeta surgiu uma poluio que vem atin-

    gindo nveis elevados, e com isso ocorrendo a liberao de vrios gases na atmosfera den-

    tre eles os CFCs que reage com o oznio formando O3. Provocando a deteriorao da ca-mada de oznio, fazendo com que apaream buracos facilitando a penetrao de raios ul-

    travioleta causando efeitos danosos sobre a superfcie da Terra. A regio mais afetada pelo

    surgimento destes buracos a Antrtida causando um aumento na temperatura da regio

    e provocando o degelo, que vem crescendo ano aps ano. Outro efeito da presena dos rai-

    os ultravioleta o aumento do nmero dos casos de cncer de pele durante os ltimos anos.

    Conforme apresentado na figura 9, uma seqncia de imagens feitas pela NASA(National

    Aeronautics and Space Administration) entre os anos de 1979, 1998, 2000 e 2005 mostrade forma bem visvel este buraco na camada de oznio. Outro indicador observado nes-

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    tas imagens o fato de se concentrarem sobre a regio da Antrtida. Fato que para esta re-

    gio convergem todas as correntes de ar, pois os plos do planeta Terra agem como gigan-

    tescos aparelhos de ar condicionado, causando uma diminuio na temperatura do planeta

    mantendo-a em nveis que permitam a existncia das formas de vida como conhecemos ho-

    je (KOCH e NETO, 2009).

    Os CFCs vem sendo usados em larga escala desde a dcada de 50, sendo que o R12

    (Diclorofluormentano) o mais utilizado em sua categoria. O grande sucesso na sua apli-

    cao em larga escala, deve-se ao fato de ser muito seguro do ponto de vista operacional

    (sendo de baixo custo, no inflamvel e muito estvel quando em operao).

    Embasados em trabalhos de vrios cientistas renomados, a comunidade cientfica

    internacional deu alerta em relao aos CFCs e seus efeitos nocivos camada de oznio.Portanto o Protocolo de Montreal assinado em 1987 no Canad e entrou em vigor no dia 1

    de Janeiro de 1989. Atualmente, 150 Pases so signatrios e se comprometem a eliminar

    de forma gradativa os CFCs, HCFCs e HFCs at o ano de 2040 e sua posterior eliminao.

    Este acordo foi revisado nos anos de 1990, 1992, 1995, 1997 e 1999. Em toda histria este

    foi o acordo de maior sucesso e que visa o bem estar global. A ONU declarou o dia 16 de

    Setembro como o Dia Internacional para a Preservao da Camada de Oznio. Neste cen-

    rio podemos destacar dois ndices desenvolvidos para avaliar se um gs nocivo ao meioambiente (KOCH e NETO, 2009).

    Figura 9 Seqncia de imagens da camada de oznio (Extrado de KOCH e NETO, 2009).

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    No ano de 2006 foram quebrados dois recordes assustadores para o planeta, entre

    os dias 21/09 a 30/09/2006, a rea do buraco na camada foi o maior observado desde

    quando comearam as observaes sobre tal fenmeno, paralelamente a este fato outro re-

    corde foi batido pesquisadores do Laboratrio de Pesquisa em Sistemas Terrestres da NA-

    SA, atravs do uso de bales meteorolgicos utilizados para medir a coluna de oznio na

    atmosfera. Notaram que a coluna de oznio despencou de 300 DU para 93 DU (unidades

    Dobson) (PIMENTA, 2006).

    Segundo Pimenta (PIMENTA, 2006), podemos definir duas classes distintas que

    interessam ao nosso estudo sendo estes suficientes para avaliar se um gs perigoso ou

    no.

    A primeira classe vai definir se um gs ou substncia tem potencial de perigo paracausar o efeito estufa, assim gerando o ndice chamado GWP (Global Warming Potential)

    ou Potencial de Aquecimento Global. O GWPde uma substncia ou gs obtido em re-

    lao ao aquecimento produzido por uma massa similar de CO2 num perodo de 100 anos.

    Esta comparao feita com o CO2, pois o gs que possui o maiorGWP= 1.

    A segunda classe define se um gs ou substncia possui a capacidade de agresso a

    camada de oznio, assim gerando um ndice chamado ODP(Ozone Depletion Potential)ou Potencial de Destruio da Camada de Oznio. O parmetro para definio do nveldo potencial ofensivo do gs ou substncia o CFC 11, pois o gs que possui ODP= 1.

    Todos os refrigerantes que possuem ODPno nulo se enquadram na classe que tero sua

    eliminao progressiva como requer o Protocolo de Montreal (PIMENTA, 2006).

    Algumas alternativas tem sido cogitadas no campo dos refrigerantes alternativos

    tais como: amnia, os hidrocarbonetos e o CO2. Logo abaixo segue Tabela 1, com alguns

    valores de ODPe GWPfazendo uma comparao com os hidrocarbonetos que so talvez

    uma possvel alternativa para os CFCs.

    Tabela 1 Tabela de comparao hidrocarbonetos e haloalcanos (Extrado de PIMENTA, 2006).

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    Segundo Ruy de Ges, No Brasil os CFCs j foram banidos e o uso de HCFCs

    ser congelado nos patamares de 2013 em relao ao cronograma estabelecido na 19 re-

    unio do Protocolo de Montreal em Setembro de 2007. No encontro tambm ficou definido

    que o uso de HCFCs ser eliminado em 97,5% at 2030, com a produo e consumo aos

    patamares de 2013, restando uma margem de 2,5% para usos eventuais at 2040 (PRO-

    TOCOLO DE MONTREAL, 2007).

    2.3 Fluidos Refrigerantes

    Os fluidos refrigerantes tem a funo de transportar a energia trmica baixa tem-

    peratura de um ponto a outro (SALVIANO, 2006).Devido grande quantidade de classifi-

    caes de refrigerantes, aASHRAE(American Society of Heating, Refrigeranting and Air-

    Conditioning Engineers), atravs da norma ANSI/ASHRAE Standard34-1997, definiu o

    padro de nomenclatura para diversos tipos de refrigerantes existentes (SALVIANO,

    2006).

    Essa nomenclatura mundialmente conhecida e um dos termos mais difundidos o

    representado pela letra R, que significa Refrigerante, porm existem outros tipos ter-

    mos. Podem ser utilizados os prefixos da composio qumica (CFC, HCFC, HFC

    ou HC) ou simplesmente o nome oficial do fabricante do fluido refrigerante (SALVIA-

    NO, 2006).

    necessrio lembrar que as normas que regem os fluidos refrigerantes so defini-

    das pelaEPA (Environmental Protection Agency). Algumas caractersticas destacveis dos

    fluidos refrigerantes so:

    No txico e no inflamvel; Alto calor de vaporizao para minimizar a quantidade de refrigerante e o

    tamanho do equipamento;

    Baixo volume especfico no estado vapor para minimizar o tamanho docompressor;

    Baixo calor especfico no estado lquido para minimizar a transferncia decalor no sub-resfriamento do lquido condensado;

    Baixa presso na temperatura de condensao projetada para evitar com-pressores de alta presso;

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    Presso de evaporao maior que a da atmosfera para evitar entrada de arem caso de vazamento. (SALVIANO, 2006)

    Os clorofluorcabonos (CFCs) so compostos orgnicos que possuem um ou mais

    tomos de carbono e flor (FERNANDES, 2006). Podem-se encontrar tambm tomos de

    cloro, bromo e hidrognio. Entre as caractersticas destacveis esto a no-flamabilidade,

    tima estabilidade qumica e trmica, baixas toxicidades, baixa tenso superficial, baixa

    viscosidade e alta densidade associada ao baixo ponto de ebulio.

    A Tabela 2 apresenta algumas caractersticas dos refrigerantes hidroclorofluorcar-

    bonados.

    Tabela 2 Propriedades dos refrigerantes hidroclorofluorcarbonados (Extrado de FERNANDES, 2006) apud

    Calm e Hourahan , 2001.

    Para o manuseio dos CFCs alguns cuidados precisam ser tomados. Os CFCs po-

    dem causar irritaes ou at o congelamento da pele devido o fato dos refrigerantes terema caracterstica de remover os leos naturais da pele e, ainda, se inalados, podem ser fatais

    por causarem intoxicao (FERNANDES, 2006).

    Mesmo com esses efeitos, possui ampla utilizao na rea da refrigerao. De acor-

    do com FERNANDES (2006), podem-se citar as seguintes aplicaes:

    R12Utilizado na refrigerao de carros, comerciais, domstica e nos sistemas de

    ar condicionado azetropos em alta pureza, utilizado como agente congelador de contato

    direto com alimentos.

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    R114Usado em sistemas de ar condicionado e em sistemas de processo industrial

    de refrigerao que utilizam compressores.

    R11 Muito utilizado em sistemas de ar condicionado industrial e comercial que

    utilizam compressores centrfugos. Devido sua baixa viscosidade e ponto de congelamen-

    to, tem comum utilizao como lquido de arrefecimento de baixa temperatura.

    R113 Utilizado para sistemas e ar condicionado comercial e industrial, gua e

    salmoura de processamento para resfriamento em compressores centrfugos de baixa capa-

    cidade em toneladas.

    2.4 Fluidos Refrigerantes Alternativos

    A indstria automotiva progrediu com o passar do tempo a respeito do controle de

    emisso de fluidos nocivos ao ambiente. Medidas como reduo de gases nocivos, novos

    mtodos de deteco de vazamentos e a melhoria nos elementos de vedao foram adota-

    das (FERNANDES, 2006).

    As empresas da rea de climatizao sofreram grande presso para encontrar meios

    de atender os limites de emisso dos fluidos nocivos estabelecidos pelo Protocolo de Mon-

    treal.Com essa nova realidade, fluidos refrigerantes alternativos, por serem ecologica-

    mente seguros, foram introduzidos no mercado. De acordo com Fernandes (FERNANDES,

    2006), esses materiais no devem ser txicos, e devem ter os requisitos termodinmicos,

    operacionais e econmicos como: propriedades trmicas, calorficas, frigorficas, estabi-

    lidade qumica e compatibilidade com leos lubrificantes.

    Existem fluidos refrigerantes alternativos que podem ser utilizados na indstria au-

    tomotiva. Podem-se citar como alguns dos principais:

    AmniaUtilizado para sistemas de refrigerao e de ar condicionado poispossui ponto de ebulio baixo (-33,33C a 101 kPa) e quando lanado

    atmosfera, no agride a camada de oznio, em conseqncia, no respon-

    svel direta pelo aquecimento global. Atravs destas caractersticas, propicia

    uma refrigerao eficiente em energia e com riscos ambientais baixos. Em

    sistemas a base de Amnia, necessrio estocagem trmica, HVAC chil-

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    lers, alm de equipamentos para processar refrigerao e ar condicionado

    (FERNANDES, 2006).

    Hidrocarbonetos (HCs)De acordo com Salviano (SALVIANO, 2006), oshidrocarbonetos tem como caracterstica possurem em suas estruturas qu-

    micas apenas carbono e hidrognio. Os HCs so obtidos atravs dos gases

    do petrleo. Em relao aos fluidos refrigerantes fluorcarbonados, possuem

    melhor propriedade de transporte devido sua massa molecular ser menor.

    Como caractersticas destacveis esto o fato desses gases possurem baixa

    toxicidade, serem no-corrosivos, estabilidade qumica em altas temperatu-

    ras, porm so inflamveis. Acresce ainda o fato de possurem potencial dedepleo e aquecimento global nulo. Segundo Fernandes (FERNANDES,

    2006), os HCs podem ser desenvolvidos para oferecer caractersticas de

    temperatura e presso prximos aos HCFCs e CFCs.

    R134a O fluido refrigerante R134a (Tetrafluoretano) faz parte do grupodos HFCs e similar ao R-12, no que diz respeito s propriedades fsicas e

    termodinmicas. O ODP (Ozone Depletion Potential) apresentado igual azero, por conta do curto perodo de vida na atmosfera e, em comparao

    com o R-12, o R134a tem um potencial de degradao do efeito estufa 90%

    menor (FERNANDES, 2006). Segundo Dias (DIAS, 2005), a substituio

    do R-12 pelo R134a no simples, pois, necessrio levar em conta que es-

    se fluido no mistura-se com determinados tipos de lubrificantes e com -

    leos minerais. importante salientar que o R134a tem uma alta estabilidade

    qumica e trmica, alm de no ser txico e no ser inflamvel (FERNAN-DES, 2006).

    CO2Atravs de uma combinao qumica entre um tomo de carbono edois tomos de oxignio composto o dixido de carbono, cuja simbologia

    qumica representada por CO2 (FERNANDES, 2006). Sua utilizao em

    variadas reas da indstria tende a crescer devido o CO2 ser muito verstil.

    A partir de 1950 seu uso tornou-se mais incisivo como refrigerante, pois

    possui caractersticas mais vantajosas para esta aplicao se comparado com

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    outros refrigerantes. O CO2 possui elevada presso de trabalho e como van-

    tagem, faz-se necessrio um compressor com um volume muito menor. De

    acordo com Fernandes (FERNANDES, 2006), A sua baixa massa molar

    corresponde a uma alta entalpia de evaporao e por isso reduz a vazo

    mssica e a rea de vazo requerida nas vlvulas do compressor e no sis-

    tema de tubulao em geral. Pode-se citar como pontos positivos do CO2,

    em relao aos fluorcarbonos, viscosidade cinemtica, condutividade trmi-

    ca, calor especfico e entalpia de evaporao. Acresce ainda o fato de um

    ponto negativo a citar a baixa viscosidade.

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    3 - SISTEMAS DE AR CONDICIONADO AUTOMOTIVO

    Os sistemas de ar condicionado automotivo possuem componentes fundamentais

    para seu correto funcionamento. O compressor, o evaporador, o condensador e a vlvula de

    expanso so os principais componentes do sistema, como podemos observar a figura 10 e

    figura 11 (FERNANDES, 2006).

    Figura 10 Visualizao do sistema de ar condicionado automotivo e esquema do ciclo (Extrado de DIAS,2005) modificada.

    Figura 11 Sistema de ar condicionado automotivo (Extrado de SALVIANO, 2006) modificada.

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    O compressor o principal componente do sistema. Este componente montado no

    compartimento do motor do veculo, acoplado por uma correia que o movimenta. O com-

    pressor possui uma embreagem magntica, na parte frontal, que ao receber potncia, en-

    grena no compressor (FERNANDES, 2006).

    De acordo com Moura (MOURA, 2007), o evaporador est posicionado na cabine

    do veculo dentro do painel de instrumentos, como pode ser observado na figura 12, na

    caixa de ar. O evaporador est conectado vlvula de expanso por meio dos tubos de en-

    trada e sada. O eletroventilador do sistema climatizador capta o ar da cabine ou o de fora

    do veculo e o envia na direo das aletas do evaporador. Devido ao fato do fluido que tra-

    fega no evaporador estar com a temperatura inferior ao ar aspirado, o fluido aumenta sua

    temperatura e transforma-se do estado lquido para o estado gasoso e, como o ar captadotroca calor com o evaporador, tornando-se mais frio e perdendo umidade, esse ar chegar

    ao habitculo do veculo atravs dos dutos de ventilao (SALVIANO, 2006).

    Figura 12 Posio do evaporador no painel de instrumentos (Extrado de MOURA, 2007).

    O condensador normalmente fica instalado em frente ao radiador, como mostra a

    figura 13. O controle da vazo de fluido refrigerante para o evaporador feito pela vlvula

    de expanso, atravs de um tubo capilar com um bulbo trmico para controle de abertura e

    fechamento. A correta quantidade de fluido refrigerante controlada pelo bulbo trmico e

    a presso do refrigerante. O condensador um trocador de calor que tem a funo de re-

    mover calor da cabine do veculo. Seu posicionamento normalmente feito internamente

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    ou adjacente ao compartimento de passageiros. Segundo Fernandes (FERNANDES, 2006),

    o resfriamento feito atravs da passagem do fluido refrigerante pelo evaporador, o calor

    retirado pelo ar que escoa pelo aparato, vaporizando o refrigerante e, conseqentemente,

    resfriando o ar.

    Figura 13 Sistema ar condicionado automotivo (Extrado de FERNANDES, 2006) modificada.

    De acordo com Fernandes (FERNANDES, 2006), a vlvula de expanso, atravs de

    um estreitamento de rea transforma o lquido refrigerante de alta temperatura e presso

    em uma nvoa para baixa temperatura e presso. A vlvula de expanso trabalha mantendo

    praticamente a mesma quantidade de lquido no evaporador. Quando a quantidade de l-

    quido diminui, uma parcela maior de evaporador ficar exposta ao vapor, aquecendo-o em

    maior grau, propiciando a abertura da vlvula. Ilustrado na figura 14 a seguir (MOURA,

    2007).

    Figura 14 Vlvula de expanso do sistema de ar condicionado automotivo (Extrado de VASCONCELOS,2006).

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    3.1 Componentes do Sistema de Ar Condicionado

    O Sistema de Ar Condicionado possui uma srie de componentes que necessitam

    de uma explicao um pouco mais aprofundada tanto para demonstrao dos tipos existen-

    tes, quanto para informar a sua forma de funcionamento. A seguir, uma explicao deta-

    lhada dos principais componentes do Sistema de Ar Condicionado.

    3.1.1 Compressor

    O compressor tem a funo de ceder energia na quantidade necessria para que o

    fluido tenha como entrar em contato com os componentes do sistema e efetuar a troca de

    fase no decorrer do ciclo. A energia fornecida ao compressor para que ele gere esse traba-

    lho vem do motor do veculo, que atravs de uma correia (MOURA, 2007).

    necessrio salientar que como o compressor est continuamente conectado ao

    motor (mesmo com o ar condicionado desligado), uma maior carga exigida. Desta forma,

    h um aumento no consumo de combustvel no veculo mesmo com o sistema desligado.

    Quando o ar condicionado ligado, o consumo de combustvel torna-se mais evidente

    (MOURA, 2007).

    Este fato fez com que novas tecnologias fossem implantadas no mercado com a in-

    teno de melhorar o desempenho sem influenciar a eficincia do sistema. De acordo com

    Santos (SANTOS, 2005) os compressores so construdos de maneiras diferentes em rela-

    o sua aplicao, para rea automotiva ou para rea industrial. Para rea automotiva po-

    dem-se citar:

    Compressor alternativo radial de pistes; Compressor alternativo de pistes com prato oscilante (Swashplate ou

    Wobbleplate);

    Compressor rotativo de palhetas; Compressor rotativo caracol (Scroll). (SANTOS, 2005).

    O compressor alternativo radial de pistes lanado na dcada de 1970. Em sua for-

    ma construtiva, como pode ser verificado na figura 15, os cilindros esto radialmente ao

    redor do eixo de fora. Sua utilizao nos dias atuais praticamente descartada, pois a tec-nologia utilizada neste equipamento est defasada.

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    Figura 15 Compressor do tipo Swash Plate (Extrado de SALVIANO, 2006).

    O compressor alternativo de pistes com prato oscilante (Swashplate ou Wob-

    bleplate)apresenta os pistes posicionados axialmente e tem movimento paralelo ao eixo

    de potncia. Acresce ainda o fato deste modelo ser fabricado a partir de um disco fixado de

    forma inclinada em relao ao eixo do compressor e que pode ser encontrado em dois mo-

    delos: Deslocamento varivel e deslocamento fixo. Observa-se na figura 16, em destaque,

    o funcionamento do sistema de deslocamento varivel e na figura 17, na rea circulada, o

    sistema de deslocamento fixo.

    Figura 16 Compressor"swash plate"com deslocamento varivel (Extrado de MOURA, 2007) modificada.

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    Figura 17 Compressor"swash plate"com deslocamento fixo (Extrado de MOURA, 2007) modificada.

    O compressor rotativo de palhetas cria uma rea de suco e uma rea de compres-

    so atravs de um pisto rotativo com palhetas e molas. Este pisto acoplado a um eixo

    de forma excntrica, girando em volta do mesmo. As entradas e sadas das palhetas fazem

    a funo de gerar compresso e suco (MOURA, 2007).

    O compressor rotativo caracol (Scroll) apresenta em sua construo dois caracis,um dentro do outro, onde um desses caracis trabalha rotacionando enquanto o outro traba-

    lha fixo. Desta forma, segundo MOURA (2007) o gs comprimido das extremidades para

    o centro at a presso desejada. O refrigerante entra pelo orifcio de suco e devido ro-

    tao espiral orbital e dessa forma, comprime o refrigerante gradualmente (SALVIANO,

    2006).

    Figura 18 Compressor do tipo Scroll(Extrado de SALVIANO, 2006).

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    3.1.2 Condensador

    A principal funo do condensador trocar o calor absorvido pelo fluido refrigeran-

    te (que est na forma gasosa) no estgio de compresso e sob alta presso que est retor-

    nando do evaporador, quando retorna carregando o calor recebido do evaporador.

    O condensador responsvel pela troca de calor do fluido refrigerante com o meio

    ambiente, ele montado na parte dianteira do veculo recebendo o fluxo de ar quando o ve-

    culo est em movimento assim reduzindo-se a temperatura do fluido refrigerante, que cir-

    cula por tubos aletados, no qual ocorre a dissipao do calor.

    Estes tubos so fabricados de alumnio, para prevenir (minimizar) qualquer reao

    qumica entre a mistura fluido refrigerante e leo, com as paredes internas do tubo. Pode-

    mos demonstrar nas figuras 19 e 20, exemplos construtivos de tubos, que podem integrar

    uma serpentina de um condensador.

    Figura 19 Construo de tubo tipoflataletado (Extrado de DALY, 2006) modificada.

    Figura 20 Construo de tubo tipoplate aletado (Extrado de DALY, 2006) modificada.

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    Existem trs tipos de condensadores; o de tubos aletados, tipo serpentina e o tipo

    micro channels, sendo esse ltimo o mais utilizado nos sistemas de ar condicionado veicu-

    lar, conforme a figura 21 o condensador tipo micro channels (DALY, 2006).

    Figura 21 Condensador tipo microchannels (Extrado de SALVIANO, 2006).

    3.1.3 Evaporador

    Em termos de aspectos construtivos o evaporador semelhante ao condensador, sua

    principal funo prover uma grande rea que permita que um fluxo de ar possa circular

    para desumidificar o ar e resfri-lo. Existem trs tipos de evaporadores sendo; tipo serpen-tina, tipo tanque simples (evaporador modelo ST) e tanque duplo (evaporador modelo MS).

    O fluido refrigerante entra no evaporador a baixa presso e temperatura quando re-

    cebe todo o calor do habitculo do automvel e assim evaporando. Observamos na figura

    22, um evaporador e suas conexes (SALVIANO, 2006).

    Figura 22 Evaporador tipo simples (Extrado de SALVIANO, 2006).

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    3.1.4 Sistemas de Expanso

    Os sistemas de ar condicionado automotivo que trabalham com ciclo de compres-

    so de vapor, necessitam de dispositivos para controlar o fluxo de refrigerante pelo evapo-

    rador e so utilizados dois tipos de dispositivos para exercer este controle que so a vlvula

    de expanso e o tubo de orifcio.

    A vlvula de expanso (TXV), como citado anteriormente, possui a funo de limi-

    tar o volume de fluido refrigerante e reduzir a presso atravs do evaporador, evitando que

    o vapor venha a superaquecer e mantendo sempre a mesma quantidade de lquido. Outra

    funo de destaque o fato da vlvula de expanso servir tambm para separar o lado de

    baixa presso do lado de alta presso no circuito do ar condicionado, manter o volume de

    fluido refrigerante evitando que seja excedida a capacidade de refrigerao do evaporador.

    Podemos observar na figura 23, um exemplo de aplicao de uma vlvula de expanso

    (TXV). A vlvula possui um tubo capilar (que preenchido com o mesmo fluido do siste-

    ma) com um bulbo na extremidade colocado na sada do evaporador visando agir como

    um sensor que determina a vazo do fluido refrigerante que passa atravs evaporador

    (DALY, 2006).

    Figura 23 Exemplo de aplicao vlvula de expanso (TXV) (Extrado de DALY, 2006).

    Tubo de orifcio tem construo simples e a funo de regular a vazo de fluido no

    sistema de ar condicionado, eles tem comprimento padronizado e possuem dimetro de ori-

    fcio calibrado sendo adaptado s necessidades de vazo do sistema no qual est sendo a-

    plicado. A queda de presso no sistema ocorre em funo da perda de carga provocada pela

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    reduo na seco transversal do tubo. Uma grande desvantagem deste sistema que o

    mesmo torna-se de difcil controle quando o sistema submetido a variaes, quando as

    condies de operao so adversas. Na Figura 24 mostrado um tubo de orifcio que

    montado no interior das mangueiras do sistema, as setas indicam o sentido do fluxo do re-

    frigerante. A Figura 25 mostra um conjunto contendo vrios tubos de orifcio, com dime-

    tros variados, a distino do dimetro do furo feito por cores (DALY, 2006).

    Figura 24 Tubo de Orifcio (Extrado de DALY, 2006).

    Figura 25 Tubos de Orifcio de Dimetros Diversos (Extrado de DALY, 2006).

    3.1.5 Dispositivos Auxiliares ao Sistema de Expanso

    Existem dispositivos auxiliares que so utilizados juntamente com a vlvula de ex-

    panso e o tubo de orifcio: o Filtro Secador e o Acumulador, respectivamente.

    Filtro Secador, como pode ser visto na figura 26, utilizado em conjunto com a

    vlvula expanso, cuja finalidade reter a entrada de fluido refrigerante lquido na vlvula

    de expanso termosttica e ele colocado na sada do Condensador. Na sada do dispositi-

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    vo colocado um elemento dessecante com a finalidade de reter a umidade e tambm um

    elemento filtrante com o intuito de reter partculas e leo.

    O acumulador de lquido tem o princpio de funcionamento idntico ao separador

    de vapor porm este montado na sada do evaporador e tem como objetivo reter o exces-

    so de fluido refrigerante no compressor. O acumulador de lquido utilizado com o tubo deorifcio, como pode ser verificado na figura 27, em corte (DALY, 2006).

    Figura 26 Filtro Secador em Corte (Extrado de DALY, 2006).

    Figura 27 Acumulador (Extrado de Martins, 2009) modificada.

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    3.1.6 Novas Tecnologias

    A tecnologia empregada nos veculos e a nova situao do mercado fizeram com

    que os sistemas tornaram-se cada vez mais complexos. Conforme Daly (DALY, 2006) os

    projetos desenvolvidos atualmente pela indstria automobilstica contam com ferramentas

    computacionais poderosas na rea de engenharia. Tais ferramentas fazem toda otimizao

    e projeto dos sistemas de ar condicionado, entre eles podemos citar o CAD ( Computer Ai-

    ded Design) e CAE (Computer Aided Engineering) os quais geram os projetos e permitem

    a visualizao dos componentes em computador, criando modelos virtuais economizando

    na construo de prottipos (DALY, 2006). Um exemplo pode ser observado na figura 28,

    a seguir:

    Figura 28 Modelo caixa de ar gerado por computador usando CAD, Visteon (Extrado de DALY, 2006).

    Existem ainda mdulos integrados ao CAD como o Cosmos-Works que fazem atra-

    vs do Finite Element Analysis (FEA) a anlise da resistncia mecnica do projeto e o

    Computacional Fluid Dinamics (CFD) responsvel pela anlise do fluxo de ar dentro de

    geometrias complexas, como pode ser visto nas figuras 29 e 30. A grande finalidade de u-

    sar estas ferramentas obter um projeto eficiente tendo um valor mnimo de perdas de car-

    ga e economizar energia do sistema.

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    Figura 29 Pea a ser analisada pelo CFD, Visteon (Extrado de DALY, 2006).

    Figura 30 Anlise do fluxo de ar feita pelo CFD, Visteon (Extrado de DALY, 2006).

    Outro fator importante no projeto do sistema de ar condicionado a anlise da dis-

    tribuio de temperatura em funo do nmero de ocupantes na cabine do veiculo. Para

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    tanto so feitas simulaes com o programa CFD, que responsvel por simulaes fsi-

    cas, como est representado na figura 31.

    Figura 31 Modelagem humana da distribuio de temperatura gerada por CFD, Visteon (Extrado de DALY,2006).

    O sistema de ar condicionado em alguns pases considerado item de segurana noautomvel, tendo a funo de garantir a segurana dos ocupantes, reduzir a fadiga do mo-

    torista, manter visibilidade e conforto interno. Um exemplo que demonstra sua importncia

    como item de segurana, ele responsvel pela reduo do nvel de Dixido de Carbono

    (CO2) presente na cabine do veculo. Este gs em concentraes acima de 30.000 ppm

    (Partes Por Milho) pode causar nuseas, afetando a concentrao do motorista, expondo o

    mesmo e aos passageiros a risco de acidentes (Engineering Tool Box, 2010).

    Esta renovao do ar interno da cabine baseada em clculos que especificam a re-

    novao deste volume de ar seja efetuado um determinado nmero de vezes por hora.

    O avano da eletrnica sobre os automveis no poderia deixar de lado os sistemas

    de ar condicionado, trazendo vantagens quanto ao controle dos mesmos e melhorando seu

    desempenho em vrios aspectos, principalmente quanto ao controle de temperatura. Devi-

    do ao elevado nmero de mdulos eletrnicos presente nos veculos atuais existe a neces-

    sidade que estes se comuniquem atravs de uma rede CAN, para que troquem informaes

    sobre o funcionamento do veculo e o mdulo do sistema de ar condicionado conectado a

    esta rede, fornecendo informaes e colaborando com a segurana e dirigibilidade do ve-

    culo (DALY, 2006).

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    Quanto ao futuro dos sistemas de ar condicionado, isto vai depender da tecnologia e

    do grau de exigncia na indstria automobilstica, na dedicao dos centros de pesquisa e

    em investimentos no desenvolvimento de prottipos para anlise e avaliao.

    Quanto ao controle interno de temperatura, pode-se citar um sensor que posicio-

    nado no painel do veculo. De acordo com a anlise da temperatura do habitculo realizada

    pelo sistema, gera-se um comando que ativa a embreagem eletromagntica do compressor,

    ajustando o nvel de refrigerao do sistema. A figura 32 demonstra este sensor (MOURA,

    2006).

    Figura 32 Esquema do controle da temperatura interna (Extrado de MOURA, 2006).

    Pode-se citar o sensor de insolao como controlador da carga solar que inside so-

    bre o veculo. Este sensor verifica a intensidade da energia radiante auxiliando no controle

    do ciclo de operao do sistema de ar condicionado. A figura 33 exibe a posio onde

    montado o sensor para receber a maior insolao possvel (MOURA, 2006).

    Figura 33 Sensor de radiao solar (Extrado de MOURA, 2006).

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    Para o controle da temperatura do ar externo admitido no habitculo, utiliza-se um

    sensor que montado junto ao condensador, que trabalha informando as temperaturas ex-

    ternas para que o sistema seja ou no ativado. A figura 34 exemplifica a posio deste sen-

    sor (MOURA, 2006).

    Figura 34 Sensor de temperatura externa (Extrado de MOURA, 2006).

    Existem sistemas de controle de distribuio de ar onde o usurio pode controlar o

    fluxo de ar. Esta regulagem altera a velocidade de rotao do ventilador que insufla o ar

    cabine.

    necessrio citar que outro tipo de regulagem permite ao usurio selecionar onde

    ser insuflado o ar (face, ps, face e ps, para-brisa, ps e para-brisas). Existem sistemas

    que permitem que o usurio opte pelo aquecimento ou resfriamento do ar insuflado trocan-

    do a passagem do ar pelo evaporador do sistema de refrigerao ou pelo sistema de aque-

    cimento (MOURA, 2006).

    Pode-se citar tambm o surgimento de novas tecnologias como o primeiro com-

    pressor pequeno, leve e eltrico, desenvolvido para veculos hbridos, lanado pelaDENSO

    em 2003. Este compressor eltrico fornece ar em uma condio confortvel mesmo no pe-

    rodo em que o motor encontra-se em economia de combustvel e emisses, ou seja, desli-

    gado. Nesta situao o conforto trmico mantido e a economia de combustvel signifi-

    cativa.

    Caractersticas sobre o compressor:

    Tamanho pequeno e leve; O novo motorDENSO reduz de 30 % a 53 % o peso do compressor eltrico

    se comparado com os antigos modelos, propiciando mais espao no veculo eum menor consumo de combustvel;

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    Alta velocidade de revoluo (cerca de 7500 RPM) sem considerar a veloci-dade do motor do veculo, permitindo que o compressor seja mais compacto;

    Alta eficincia e funcionamento silencioso. Sua forma construtiva melhora aeficincia e reduz o rudo e vibrao (AUTOMOTIVE OEM PRODUCTS,

    DENSO, 2005).

    A figura 35 demonstra este tipo de compressor.

    Figura 35 Estrutura Eltrica do Compressor(Fonte:http://www.globaldensoproducts.com/hvc/electric_compressor.html)

    Uma evoluo na forma de controle nos sistemas condicionadores de ar o Sistema

    de Ar Condicionado com Controle Automtico, desenvolvido pela Denso, onde por meio

    de um sistema eletrnico realizado automaticamente o controle da temperatura da cabine

    com vrios parmetros, tais como temperatura externa, temperatura interna, fora solar e

    temperatura do fluido de arrefecimento do motor (AUTOMOTIVE OEM PRODUCTS,

    DENSO, 2005). A figura esquematiza o Sistema de Ar Condicionado.

    Figura 36 Sistema de Ar Condicionado

    (Fonte:http://www.globaldensoproducts.com/cc/cacs)

    http://www.globaldensoproducts.com/hvc/electric_compressor.htmlhttp://www.globaldensoproducts.com/hvc/electric_compressor.htmlhttp://www.globaldensoproducts.com/hvc/electric_compressor.htmlhttp://www.globaldensoproducts.com/cc/cacshttp://www.globaldensoproducts.com/cc/cacshttp://www.globaldensoproducts.com/cc/cacshttp://www.globaldensoproducts.com/cc/cacshttp://www.globaldensoproducts.com/hvc/electric_compressor.html
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    4 - METODOLOGIA

    O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma pesquisa bibliogrfica mais profunda

    sobre o tema Ar Condicionado Automotivo, disponibilizando a compilao desses mate-

    riais. Durante a pesquisa, observou-se uma baixa disponibilizao de materiais tcnico-

    cientficos na nossa lngua. Portanto, os resultados deste trabalho sero teis para todos que

    tm interesse neste tema.

    Outro fato que chamou a ateno em relao ao tema, foi o envolvimento direto

    com o meio ambiente em que vivemos pois est ligado a poluio atmosfrica. Isto ocorre

    devido utilizao nos sistemas de ar condicionado automotivo de fluidos refrigerantes de-

    rivados dos CFCs que possuem um ODP(ndice que indica potencial de agredir a camada

    de oznio) prximo de 1 (um), valor mximo da escala responsvel pela reteno de gran-

    de parte dos raios ultravioletas, que so prejudiciais para vrias formas de vida. Essa radia-

    o nos seres humanos pode causar problemas de sade graves como cncer de pele e ce-

    gueira (devido a catarata).

    Por conta deste fato, a busca por um fluido refrigerante alternativo que no oferea

    um grau de periculosidade to elevado quanto os derivados dos CFCs. Portanto, os autores

    decidiram optar por realizar um comparativo entre o R134a (tetrafluoretano) e CO2 (dixi-do de carbono) como fluidos refrigerantes para sistemas de ar condicionado automotivo.

    4.1.1 Comparativo entre R134a e CO2

    O R134a (tetrafluoretano) um fluido refrigerante derivado da famlia dos HFCs

    que surgiu como opo para utilizao em refrigerao comercial e sistemas de ar condi-

    cionado tanto residencial quanto automotivo, pois possui ODP(Ozone Depleting Potenti-

    al) igual a zero mas o seu GWP (Global Warming Potential) relativamente o mais alto

    dentre os derivados da famlia dos HFCs, girando em torno de 1300. Dados estatsticos a-

    pontam que liberando 1 quilo de R134a o mesmo que jogar 1300 quilos de CO2 na atmos-

    fera e o que tem sido um empecilho para seu desenvolvimento e posterior aplicao em

    grande escala nos equipamentos de refrigerao. Pases signatrios do protocolo de Mon-

    treal firmaram um acordo visando reduzir a utilizao dos CFCs, na qual esta enquadrada

    os HFCs, que visa chegar a um ponto de total eliminao deste tipo de fluido refrigerante.

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    Na busca por um novo fluido refrigerante o CO2 tem recebido muita ateno por

    no contribuir com o aquecimento global, pois tem o ndice GWPigual a um. A utilizao

    do CO2 como fluido refrigerante antiga. Em sistemas de ar condicionado automotivo foi

    primeiramente proposto por Lorentzen e Pettersen (LORENTZEN E PETTERSEN, 1993)

    e desde ento ele vem ganhando popularidade.

    De acordo com Mathur (MATHUR, 2000) observando a tabela 3, temos caracters-

    ticas fsicas destes fluidos, faremos inicialmente um comparativo entre as propriedades dos

    refrigerantes R134a e CO2para as faixas de temperatura de 5, 10 e 15C:

    A diferena fundamental entre os dois fluidos refrigerantes e de maior des-taque, que a presso de trabalho do CO2 maior que do R134a;

    A presso de evaporao de um sistema utilizando CO2 em relao aoR134a um fator de 10 a 12 vezes maior;

    O CO2 tem uma tenso superficial muito menor que o R134a, isto facilita aformao de bolhas em fluxos lquidos, resultando assim em um maior pon-

    to ebulio e maior coeficiente de transferncia de calor;

    A viscosidade do CO2 em comparao com o R134a tambm menor, istoresultar numa menor queda de presso para o CO2 quando estiver fluindo

    dentro de uma tubulao; A presses crticas do CO2 e R134a esto em torno de 73,8 bar (1071 psi) e

    40,6 bar (88,27 psi) respectivamente (MATHUR, 2000).

    Tabela 3 Propriedades Termofsicas CO2 e R134a a 5, 10 e 15C (Extrado de Mathur, 2000).

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    4.1.2 Anlise de Simulao Utilizando Fludos Refrigerantes CO2 e R134a

    Conforme levantamento foi realizada uma simulao pelaASHRAE(1997), a partir

    dos dados da tabela 4, de forma emprica para estabelecer uma comparao entre os dois

    fluidos refrigerantes que so alvo deste estudo e que ser avaliada para dar base s conclu-

    ses finais.

    As bases para esta simulao so a seguir descritas, o evaporador do sistema tem

    uma temperatura de evaporador variando entre -17,8 a 4,4C (0 a 40F) com uma presso de

    descarga variando entre 130 a 150 bar (1885,5 a 2175,6 psi), para a anlise com o R134a foi

    usada um a temperatura de condensao de 48,9C (120F). A capacidade de refrigerao

    do sistema foi estabelecida em 5,3 kW. Em ambos os sistemas assumida a suco de vapor

    na condio saturada e a compresso isentrpica.

    Tabela 4 Dados de Projeto do Sistema (Extrado de Mathur, 2000).

    A tabela 5 mostra os resultados da simulao emprica feita. Pode-se destacar dela

    um dado interessante para a anlise que o COP (Coeficiente de Eficcia), que para o sis-

    tema com CO2 3,52 em comparao a 3,09 para o R134a situando-se assim uma diferena

    entre eles de 12%.

    Outra propriedade termofsica importante a densidade de vapor do CO2 que me-

    nor em relao ao R134a. Em funo deste fato reduz-se a capacidade de deslocamento do

    compressor e tambm o tamanho dos trocadores de calor. Para o compressor com mesma

    capacidade e rotao, o deslocamento volumtrico pode ser reduzido em at 88% (MA-

    THUR, 2000).

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    Tabela 5 Tabela de Comparao do Desempenho dos Refrigerantes (Extrado de Mathur, 2000).

    4.1.3 Desenvolvimento de Sistemas Utilizando Fluido Refrigerante CO2

    As empresas responsveis pelo desenvolvimento dos sistemas de ar condicionado

    automotivo tero um grande desafio pela frente dado ao desafio de substituir um fluido re-

    frigerante j consagrado em sua utilizao (R134a) que ter sua produo descontinuada nos

    anos vindouros sendo substitudo pelo CO2. Segundo Kobayashi (KOBAYASHI, 1999), os

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    requisitos para o desenvolvimento e fabricao dos novos componentes ser um grande de-

    safio, pois passar por uma anlise criteriosa de solicitaes como:

    Devido s presses elevadas de trabalho dos sistemas utilizando CO2, oscomponentes tero suas paredes com espessura maior, causando um aumen-

    to no peso do veculo, aumentando o consumo de combustvel e gerando

    maior nvel de emisses;

    O aumento no consumo de energia do compressor resultar em baixas acele-raes para o automvel e consumo maior de combustvel;

    Necessidade de maior espao reservado ao sistema de ar condicionado porcausa de componentes mais robustos em funo da presso de trabalho;

    Restrio quanto ao uso de certos tipos de elastmeros, pois as presses detrabalho so elevadas fazendo com que haja migrao das molculas do gs

    atravs das paredes do mesmo;

    Novos componentes de controle devem ser desenvolvidos como: regulado-res de presso utilizados em pontos estratgicos ao longo do circuito; uma

    vlvula que desligue o compressor no caso de acumulo de CO2 no evapora-

    dor, por conta da alta presso de trabalho;

    A vlvula TXV dever ser desenvolvida de acordo com as propriedades dofluido ao qual entrar em contato;

    O desempenho dos trocadores de calor (condensador e evaporador) deverser compatvel com o fluido utilizado no caso do CO2 (KOBAYASHI,

    1999).

    4.1.4 Recomendaes de Segurana

    Algumas recomendaes de segurana devem ser observadas pois o CO 2, em de-

    terminadas altas concentraes, pode causar efeitos desagradveis e perigosos. Segundo A-

    hlberg (AHLBERG, 1985), tais disposies devem ser observadas:

    Concentraes moderadas de CO2 no habitculo do veculo so notadasquando usa-se o ar condicionado no modo de recirculao. Para se corrigir

    este fato basta deixar uma quantidade de ar externo entrar no habitculo do

    veculo.

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    Alta concentrao de CO2 devido ruptura de um componente no habitcu-lo do veculo, colocando em risco a vida dos ocupantes do veculo.

    Ruptura de componentes do sistema de ar condicionado pode causar feri-mentos ao condutor do veculo pois senta-se defronte ao sistema, devido

    presso elevada de trabalho.

    De acordo com Mathur (MATHUR, 2000), as situaes acima podem ser resolvidas

    de forma parcial ou total, levando-se em conta a tecnologia aplicada na deteco e elimina-

    o de riscos referentes ao CO2, tais como:

    Sensor instalado no interior do habitculo que detecta o aumento no nvel deCO2, indicando atravs de um sinal luminoso e sonoro de alerta.

    Acionamento dos vidros eltricos assim que o nvel elevado de CO2 for de-tectado e, automaticamente ligando o ventilador do sistema de ar condicio-

    nado assim que forem abertos os vidros (MATHUR, 2000).

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    5 - CONCLUSO

    Aps anlise comparativa entre os fluidos R134a e CO2, foi constatado que a utili-

    zao do CO2 como fluido refrigerante surge como uma forte opo para o setor automoti-

    vo. Por todos os motivos expostos anteriormente, pode-se dizer que o CO2 surge como uma

    opo para a substituio dos derivados de CFCs, devido ao forte apelo ecolgico que est

    envolvido neste contexto e tambm pelo fato do R134a ter prazo definido at 2040 para e-

    liminao de 97,5%, restando apenas 2,5% para manuteno de sistemas existentes que por

    ventura ainda utilizem o fluido acima.

    Quanto a detalhes construtivos, que podem inicialmente causar resistncia em ques-

    tes financeiras para a indstria automobilstica, no decorrer do desenvolvimento do sistema

    utilizando o CO2 como fluido refrigerante, o custo acabar sendo compensado pela produ-

    o massificada.

    Acresce ainda o fato de que levando-se em considerao os fatores ambientais e de

    segurana, a eletrnica embarcada est cada vez mais presente nos sistemas automotivos em

    geral, gerando neste segmento de controle e preveno de acidentes, devido a sistemas que

    utilizem CO2, um campo para futuros projetos.

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