U S A N D O O C A R T Ì O P - T C O M O F E R R A M E N T A D E T R A B A L H O

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1 FORM EXP(P1) U S A N D O O C A R T Ì O P - T C O M O F E R R A M E N T A D E T R A B A L H O F abricantes de refrigerantes, controles e outros produtos distribuem no mercado milh es de cart es de press o e temperatura todos os anos, poržm Ž muito raro encontrar um tžcnico que use estes cart es sabendo exatamente como se beneficiar deste instrumento. S o poucos os tžcnicos que usam o cart o P-T para diagnosticar apropriadamente os problemas de um sistema de refrigera o, mesmo sendo estes cart es t o amplamente difundidos. O prop sito deste boletim n o Ž somente demonstrar o uso apropriado da rela o press o-temperatura, poržm pretende tambžm ilustrar como este instrumento pode ser utilizado para analisar detalhadamente um sistema de refrigera o ou ar condicionado.

2 P gina 2 / Form EXP(P1) O REFRIGERANTE NAS TRæS FORMAS : Antes de entrarmos propriamente no uso do cart o P-T vamos rever brevemente o sistema de refrigera o e examinar exatamente como a rela o press otemperatura pode ser aplicada O refrigerante num sistema de refrigera o estar em uma das seguintes formas: 1. Totalmente l quido 2. Totalmente vapor 3. Uma mistura de l quido e vapor Figura 1 EVAPORADOR Vapor L quido CONDENSADOR Mistura de L quido e Vapor COMPRESSOR TANQUE DE LIQUIDO Figura 1 ilustra a forma na qual o refrigerante Ž encontrado nos v rios pontos de um sistema de refrigera o operando normalmente. Note que o lado de alta contžm o refrigerante nas tr s formas listadas acima. A linha de descarga contžm vapor. No condensador, onde o vapor se torna l quido, h uma mistura de l quido e vapor. A linha entre o condensador e o tanque usualmente contžm l quido, embora n o seja dif cil encontrarse algum vapor misturado ao l quido. O tanque tem um n vel de l quido em algum ponto e fica claro que acima deste n vel h vapor, portanto h uma mistura de vapor e l quido no tanque. A linha de l quido entre o tanque e a v lvula de expans o termost tica dever conter somente l quido. Um visor de l quido Ž freqÿentemente instalado nesta linha para ajudar a determinar se esta linha est completamente livre de vapor. O lado de baixa normalmente conter o refrigerante em somente duas das tr s formas que foram listadas anteriormente. Ou seja, o lado de baixa conter vapor na linha de suc o e uma mistura de l quido e vapor da sa da da v lvula de expans o atž proximamente a sa da do evaporador.

3 Form EXP(P1) / P gina 3 SE A RELA ÌO P-T FOR VERDADEIRA O REFRIGERANTE ESTç ÒSATURADOÓ Uma coisa importante a lembrar Ž que a rela o press o-temperatura como mostrada no cart o P-T Ž somente v lida quando existir mistura de refrigerante na forma l quida e na forma de vapor. Portanto h somente tr s lugares num sistema de refrigera o em opera o normal onde a rela o P-T Ž certamente v lida. Estes lugares s o o evaporador, o condensador e o tanque de l quido onde se sabe, com certeza, que existe a mistura de l quido e vapor. Quando l quido e vapor se encontram juntos, esta condi o Ž conhecida como sendo "saturada". Isto significa que se formos capazes de determinar a press o de qualquer um destes pontos n s poderemos facilmente determinar a temperatura bastando somente se referir ˆ press o em um cart o P-T e ler a temperatura correspondente. De outra forma se pudermos medir a temperatura de forma precisa poderemos determinar a press o correspondente no cart o P-T. SE A RELA ÌO P-T NÌO FOR VERDADEIRA, VAMOS ENCONTRAR SUPERAQUECIMENTO OU SUBRESFRIAMENTO Nos pontos em que o sistema apresenta somente vapor, a temperatura real ser maior que a indicada na rela o P-T para a press o que estamos medindo. A temperatura do vapor pode atž ser a mesma da rela o P-T, poržm na pr tica ela Ž sempre maior. Neste caso, a diferen a entre a temperatura medida e a temperatura correspondente ˆ press o tomada no ponto em quest o resulta no superaquecimento. Quando se sabe que somente l quido est presente, tal como na linha de l quido, a medida da temperatura ser algo abaixo da temperatura correspondente ˆ press o tomada no ponto em quest o. Neste caso a diferen a entre a temperatura medida e a temperatura correspondente ˆ press o tomada no ponto Ž o subresfriamento. Novamente, Ž poss vel encontrar que a temperatura real medida seja igual ˆ da rela o P-T, neste caso considerase que o subresfriamento Ž igual a zero. ENCONTRANDO REFRIGERANTE SATURADO, SUPERAQUECIDO E SUBRESFRIADO EM UM SISTEMA REAL. A figura 2 mostra alguns pontos de medi o reais ao longo de um sistema operando normalmente e usando R-12 o que nos d uma vis o mais precisa da condi o do refrigerante nos v rios pontos do sistema. A temperatura medida na entrada do evaporador Ž -6 C. Um man metro instalado neste ponto indica a press o de 22 psi. 22 psi no cart o P-T indica a temperatura de -6 C - a mesma que foi medida. Isto Ž o que se esperava uma vez que l quido e vapor est o juntos e a rela o P-T Ž v lida. Um man metro instalado na linha de suc o mede 18 psi. Se neste ponto houvesse uma mistura de l quido e vapor a temperatura medida seria a mesma da rela o P-T, ou seja, -9 C. Contudo a medida real neste caso Ž -3 C. Portanto a quantidade de superaquecimento no vapor neste ponto Ž a diferen a entre a temperatura medida de -3 C e a temperatura indicada no cart o P-T de -9 C. O superaquecimento neste caso Ž de 6 C. Se tambžm medirmos 18 psi na entrada do compressor com uma temperatura medida de 8 C, nosso superaquecimento neste caso seria 17 C, calculado por subtra o da temperatura equivalente a 18 psi [-9 C] da temperatura realmente medida no ponto de 8 C. Vamos agora examinar o man metro que instalamos no meio do condensador o qual marca 146 psi. De acordo com o cart o P-T a temperatura ser de 46 C e esta Ž a temperatura que dever amos ser capazes

4 P gina 4 / Form EXP(P1) Figura 2 Temperatura Medida -3 C Equivalente P-T a 18 psi -9 C Superaquecimento = 6 C 18 Temperatura Medida -6 C Equivalente P-T a 22 psi -6 C Superaquecimento/Subresfriamiento= 0 C 22 Temperatura Medida 40 C Equivalente P-T a 131 psi 42 C 131 Subresfriamiento = 2 C EVAPORADOR Temperatura Medida 86 C Equivalente P-T a 146 psi 46 C Superaquecimento = 40 C Temperatura Medida 46 C Equivalente P-T a 146 psi 46 C Superaquecimento/Subresfriamiento= 0 C Vapor 146 COMPRESSOR 18 Temperatura Medida 8 C Equivalente P-T a 18 psi -9 C Superaquecimento = 17 C R CONDENSADOR Temperatura Medida 43 C Equivalente P-T a 135 psi 43 C Superaquecimento = 0 C 135 TANQUE DE LIQUIDO 135 L quido Liquid Mistura Mixture de of L quido vapor and e Vapor liquid Temperatura Medida 40 C Equivalente P-T a 135 psi 43 C Subresfriamiento = 3 C de medir se pudžssemos colocar um termopar no refrigerante neste mesmo ponto onde ele est se transformando de vapor em l quido. Em outras palavras, n o existe diferen a entre a temperatura medida e a lida no cart o P-T. Pode-se dizer que o superaquecimento Ž zero e que o subresfriamento Ž zero tambžm. A esta condi o tambžm nos referimos como sendo "saturada". No nosso exemplo n s tambžm medimos 146 psi na linha de descarga do compressor. A temperatura medida neste ponto Ž de 86 C. Calculando o superaquecimento da mesma maneira que foi feito na linha de suc o, (diferen a entre a temperatura medida e a obtida no cart o P-T) determina-se que o superaquecimento Ž de 40 C. Quando um sistema usa um tanque de l quido, pode n o haver subresfriamento na superf cie do l quido dentro do tanque. A raz o para isso Ž que quando h l quido e vapor juntos o refrigerante deve seguir a rela o P-T, ou seja, o refrigerante tem que estar "saturado". No nosso exemplo a press o medida no tanque Ž de 135 psi, portanto o refrigerante dentro do tanque tem que estar a 43 C. Uma vez que tenhamos uma coluna "s lida" de l quido, o subresfriamento pode ser obtido baixando a temperatura do l quido atravžs do uso de um intercambiador de calor, um "subcooler" ou do ar de um ambiente com temperatura mais baixa ao redor da tubula o da linha de l quido. Subresfriamento Ž uma temperatura mais baixa na rela o P-T. Na nossa ilustra o -Figura 2 - um subresfriamento de 2 C e de 3 C foram encontrados em dois pontos. ƒ importante manter o l quido subresfriado na linha de l quido para prevenir a forma o de "flash" de g s na linha de l quido e que este possa atingir a v lvula de expans o termost tica.

5 Form EXP(P1) / P gina 5 Com o uso do cart o P-T n s devemos ser capazes de determinar o estado do refrigerante em qualquer ponto do sistema medindo a temperatura e a press o e observando as seguintes regras: 1. L quido e vapor est o presentes em conjunto quando a temperatura medida corresponde ˆ rela o P-T (Ž teoricamente poss vel ter l quido saturado ou vapor saturado, poržm na pr tica num sistema em opera o deve-se assumir que "algum" l quido ou vapor est o presentes nestas condi es). 2. Encontra-se vapor superaquecido quando a tempe ratura medida est acima da temperatura correspondente ˆ rela o P-T. A "quantidade" de superaquecimento Ž indicada pela diferen a entre as temperaturas. 3. Encontra-se l quido subresfriado quando a tempera tura medida est abaixo da temperatura correspondente ˆ rela o P-T. A "quantidade" de subres friamento Ž indicada pela diferen a entre as temperaturas. LIMITA ÍES PRçTICAS Ë LOCALIZA ÌO DOS MANïMETROS Na nossa ilustra o n s colocamos man metros em pontos que nem sempre Ž poss vel ou pr tico colocar em sistemas reais. Por causa disso devemos, com muita freqÿ ncia, fazer dedu es e "chutes" quando trabalhamos com sistemas reais. de press o na linha de suc o e de ser absolutamente preciso na determina o do superaquecimento da v lvula de expans o um man metro tem que ser instalado na linha de suc o pr ximo ao local do bulbo sensor. Como exemplo, n s assumimos normalmente que 145 psi medidos no man metro instalado na descarga do compressor Ž tambžm a press o que existe no condensador. Ou seja, estamos assumindo que n o h perda de press o entre a descarga do compressor e o condensador. Por esta raz o Ž que chegamos a uma temperatura de condensa o de 46 C. Se a linha de descarga for subdimensionada ou possuir qualquer outra restri o n o poderemos assumir o que foi afirmado acima e outras tomadas de press o talvez sejam necess rias a fim de localizar pontos problem ticos. ƒ tambžm pr tica comum assumir que a press o medida na v lvula de suc o do compressor Ž a mesma press o que existe na sa da do evaporador no local onde se encontra o bulbo sensor da v lvula de expans o. Isto Ž verdade em sistemas de pequenas dimens es e quando se sabe que a linha de suc o tem o dimensionamento ideal. Assumindo esta aproxima o como correta podemos determinar o superaquecimento da v lvula de expans o sem instalar uma tomada de press o extra no local do bulbo. Contudo, para eliminar qualquer dœvida sobre o total de perda Deve-se tomar cuidado em rela o a perda de press o no sistema. Pode-se detectar perda de press o excessiva usando os princ pios da rela o P-T. Por exemplo, na figura 2 com os man metros instalados somente na suc o e descarga do compressor e lendo o que est indicado, uma perda de press o significativa atravžs do evaporador seria indicada pela alta temperatura de, digamos, 10 C medida na entrada do evaporador o que corresponderia a uma press o medida neste ponto de 47 psi para uma diferen a de press o de 29 psi da entrada do evaporador ˆ entrada do compressor (47 psi menos 18 psi). Enquanto isto seria considerado excessivo num evaporador de circuito simples, lembramos que em evaporadores de circuitos mœltiplos e com uso de distribuidor de l quido, que no caso do R-12, a perda de press o chega a ser de atž 25 psi somente no distribuidor. Isto significa que com o uso de distribuidor de l quido a temperatura medida entre a sa da da v lvula de expans o termost tica e a entrada do distribuidor de aproximadamente 10 C n o seria anormal no sistema ilustrado na figura 2. CHECANDO OS GASES NÌO CONDENSçVEIS O uso apropriado da rela o P-T pode ser œtil na descoberta da presen a de gases n o condens veis ou ar. Isto seria revelado pela medida de temperatura no condensador ou pela temperatura do fluido usado para condensa o sendo muito mais baixo do que o indicado pela rela o P-T

6 P gina 6 / Form EXP(P1) TESTE SEUS CONHECIMENTOS NA RELA ÌO P-T A figura 3 Ž um exerc cio para testar seus conhecimentos no uso do cart o (rela o) P-T. A press o e a temperatura s o mostradas em v rios pontos no sistema. Marque o quadrado que indica a condi o em que o refrigerante se encontra em cada ponto. No caso de vapor superaquecido e l quido subresfriado, indique a "quantidade" de cada nos espa os da figura. V cuo- Polegadas de HG It lico CARTÃO DE PRESSÃO E TEMPERATURA Press o manomžtrica - psig Negrito. TEMPE- RATURA C REFRIGERANTE (CîDIGO SPORLAN) REFRIGERANTE (CîDIGO SPORLAN) REFRIGERANTE (CîDIGO SPORLAN) TEMPE- RATURA C R-22(V) R-410(Z) R-407C(N) R- 410(Z) R-12(F) R-134a(J) R-22(V) R-407C(N) R-12(F) R-134a(J) R-22(V) R-410A(Z) R-407C(N) R-12(F) R-134a(J) Para determinar subresfriamiento para o refrigerante 407C use os valores de PONTO CRITICO (temperaturas acima 10 C - Fundo cinza); Para determinar superaquecimento para o refrigerante 407C use os valores de ESTADO SATURADO (temperaturas 10 C e abaixo) TEMPE- RATURA C

7 Form EXP(P1) / P gina 7 Figura 3 Temperatura Medida 9 C 67 Temperatura Medida 5 C Subresfriado C 70 EVAPORADOR Temperatura Medida 99 C Temperatura Medida 49 C Subresfriado C COMPRESSOR 67 Temperatura Medida 16 C R-22 CONDENSADOR Temperatura Medida 46 C 242 TANQUE DE LIQUIDO 225 Temperatura Medida 39 C Saturado Superaquecido C Subresfriado C Vapor L quido Liquid Mistura de L quido e Vapor 242 Temperatura Medida 43 C

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