Uma válvula de expansão termostática (TEV) é um componente crucial em sistemas de refrigeração e ar condicionado, projetada para regular o fluxo de refrigerante no evaporador. O TEV garante que o evaporador tenha a quantidade adequada de refrigerante para obter uma troca de calor eficiente, evitando ao mesmo tempo que o refrigerante líquido retorne ao compressor. A configuração de superaquecimento é um parâmetro essencial para garantir que o TEV opere de maneira eficaz.
Superaquecimento refere-se ao aumento adicional de temperatura de um gás após sua transição completa de uma fase líquida para uma fase gasosa. No contexto de um TEV, superaquecimento é a diferença de temperatura entre o gás refrigerante na saída do evaporador e sua temperatura de saturação, que é a temperatura na qual o refrigerante transita entre as fases líquida e gasosa a uma determinada pressão. A configuração de superaquecimento é o nível desejado de superaquecimento que o TEV deve manter para um desempenho ideal do sistema.
O TEV detecta o superaquecimento no sistema usando um elemento sensível à temperatura, normalmente preenchido com refrigerante ou outra substância sensível à temperatura. Este elemento está acoplado à linha de sucção da saída do evaporador. À medida que a temperatura do gás refrigerante muda, a pressão dentro do elemento sensor também muda, fazendo com que o TEV module a taxa de fluxo do refrigerante de acordo.
Superaquecimento
O superaquecimento do evaporador é a diferença entre a temperatura do refrigerante na saída do evaporador e a temperatura de evaporação (temperatura de saturação) no mesmo local. A fórmula para calcular o superaquecimento do evaporador é:
Superaquecimento = T_refrigerante_saída – T_saturação
Onde:
- Superaquecimento é o superaquecimento do evaporador, normalmente medido em graus Fahrenheit (°F) ou graus Celsius (°C).
- T_refrigerant_exit é a temperatura real do refrigerante na saída do evaporador ou da linha de sucção, medida em °F ou °C.
- T_saturação é a temperatura de saturação do refrigerante a uma determinada pressão no evaporador, medida em °F ou °C.
A configuração adequada de superaquecimento depende de vários fatores, incluindo o tipo de refrigerante utilizado, a temperatura desejada do evaporador e a aplicação (por exemplo, ar condicionado, refrigeração ou bomba de calor). Normalmente, a configuração de superaquecimento varia de 8 a 15 graus Fahrenheit (4,4 a 8,3 graus Celsius) para sistemas de ar condicionado, embora possa ser um pouco mais alta para sistemas de refrigeração. O superaquecimento adequado garante que o evaporador opere de forma eficiente, maximize a transferência de calor e evite que o refrigerante líquido entre no compressor, o que pode causar danos ao compressor ou redução do desempenho do sistema.
Tanto o superaquecimento alto quanto o baixo podem impactar negativamente o desempenho do sistema e a longevidade do compressor. O alto superaquecimento pode resultar do fluxo inadequado de refrigerante através do TEV, fazendo com que o refrigerante absorva mais calor do que o necessário no evaporador. Esta condição pode levar à redução da capacidade de refrigeração, ao aumento do consumo de energia e a temperaturas de descarga mais elevadas, encurtando potencialmente a vida útil do compressor. Por outro lado, um superaquecimento baixo pode indicar fluxo excessivo de refrigerante através do TEV, o que pode resultar na entrada de refrigerante líquido no compressor. Este fenômeno, conhecido como “refluxo de líquido”, pode causar danos às válvulas e aos mancais do compressor, levando eventualmente à falha do compressor. Além disso, o baixo superaquecimento reduz a eficiência do evaporador por não utilizar totalmente a superfície de transferência de calor disponível. Portanto, é essencial monitorar e ajustar as configurações de superaquecimento nos sistemas de refrigeração e ar condicionado para manter o desempenho ideal e evitar possíveis danos ao equipamento.
Medição e configuração de superaquecimento
Para medir e definir o superaquecimento em um sistema de refrigeração ou ar condicionado, os técnicos precisam das seguintes ferramentas:
- Manômetro ou conjunto de manômetro: Um manômetro ou conjunto de manômetros é usado para medir a pressão do refrigerante na saída do evaporador ou na linha de sucção. O conjunto de manômetros normalmente inclui medidores separados para pressões altas e baixas, juntamente com mangueiras para conectar às portas de serviço do sistema.
A foto mostra um exemplo onde o manômetro de baixa pressão está conectado a uma válvula Schrader na saída do evaporador, e a sonda de temperatura mede a temperatura adjacente a este ponto.
- Sonda de temperatura ou termômetro: Uma sonda de temperatura ou termômetro é necessária para medir a temperatura real do refrigerante na saída do evaporador ou na linha de sucção. Vários tipos de sondas de temperatura estão disponíveis, como sondas clamp-on, termopares e termômetros infravermelhos. Escolha um dispositivo de medição de temperatura preciso e confiável, adequado para a aplicação específica.
- Gráfico pressão-temperatura (PT) ou régua de cálculo do refrigerante: Um gráfico de pressão-temperatura ou régua de cálculo do refrigerante ajuda os técnicos a converter a pressão medida do refrigerante na temperatura de saturação correspondente. Essas ferramentas são específicas para o refrigerante utilizado no sistema e podem ser encontradas na forma de gráficos impressos, aplicativos móveis ou recursos online.
- Ferramenta de ajuste TEV ou chave inglesa: É necessária uma ferramenta de ajuste ou chave inglesa para alterar a configuração de superaquecimento do TEV. A ferramenta específica necessária depende do projeto e do fabricante do TEV. Alguns TEVs usam uma chave hexagonal (chave Allen), enquanto outros podem exigir uma pequena chave ajustável ou uma ferramenta especializada fornecida pelo fabricante.
- Equipamentos de proteção: Óculos e luvas de segurança são essenciais ao trabalhar com sistemas de refrigeração e ar condicionado para proteger contra possíveis lesões causadas por altas pressões, temperaturas frias ou contato com refrigerantes.
- Caneta e papel ou dispositivo digital para anotações: Uma caneta e papel ou um dispositivo digital para anotações ajudam os técnicos a registrar os valores medidos e os cálculos, facilitando ajustes precisos de superaquecimento.
Procedimento para definir o superaquecimento:
O sistema deve estar funcionando e totalmente carregado para medir e ajustar o superaquecimento com precisão. Siga estas etapas para medir e definir o superaquecimento:
- Ligue o sistema e deixe-o estabilizar: O sistema de refrigeração ou ar condicionado deve estar funcionando por um período adequado para garantir que atingiu uma condição operacional estável. Isso geralmente leva cerca de 15 a 30 minutos.
- Anexe o manômetro ou conjunto de manômetros: Conecte o manômetro ou o lado de baixa pressão do conjunto de manômetros à porta de serviço na linha de sucção perto da saída do evaporador. Certifique-se de que as conexões estejam firmes e seguras.
- Meça a pressão de sucção: Leia a pressão do refrigerante no manômetro ou no conjunto de manômetros. Registre esse valor.
- Converta a pressão em temperatura de saturação: Usando um gráfico de pressão-temperatura (PT) ou régua de cálculo de refrigerante específica para o refrigerante usado no sistema, encontre a temperatura de saturação correspondente para a pressão medida. Registre esse valor.
- Conecte a sonda de temperatura ou termômetro: Colocar a sonda de temperatura ou termômetro na linha de sucção próximo à saída do evaporador ou no mesmo local onde foi feita a medição de pressão. Garanta o contato adequado entre a sonda de temperatura e a linha de sucção para uma leitura precisa.
- Meça a temperatura do refrigerante: Leia a temperatura real do refrigerante na sonda de temperatura ou termômetro. Registre esse valor.
- Calcular o superaquecimento: Subtraia a temperatura de saturação (T_saturação) da temperatura real do refrigerante (T_refrigerant_exit) para determinar o superaquecimento:Superaquecimento = T_refrigerant_exit – T_saturation
- Compare o superaquecimento medido com a configuração de superaquecimento desejada: Se o superaquecimento medido estiver dentro da faixa desejada para a aplicação específica, nenhum ajuste será necessário. Se o superaquecimento estiver muito alto ou muito baixo, prossiga para a próxima etapa.
- Ajuste a configuração de superaquecimento TEV: Localize a haste de ajuste do TEV, que geralmente é coberta por uma tampa protetora. Remova a tampa, se necessário. Usando a ferramenta de ajuste ou chave inglesa apropriada, gire a haste de ajuste para alterar a configuração de superaquecimento. Geralmente, girar a haste no sentido horário aumenta o superaquecimento, enquanto girá-la no sentido anti-horário diminui o superaquecimento. Faça pequenos ajustes e deixe o sistema se estabilizar antes de verificar novamente o superaquecimento.
- Verifique novamente o superaquecimento: Depois de fazer os ajustes e permitir que o sistema se estabilize, repita as etapas 2 a 7 para medir o novo superaquecimento. Continue ajustando o TEV até que a configuração de superaquecimento desejada seja alcançada.
- Proteger e finalizar: Assim que o ajuste de superaquecimento desejado for alcançado, recoloque a tampa protetora na haste de ajuste do TEV e desconecte o manômetro, a sonda de temperatura e quaisquer outras ferramentas utilizadas durante o procedimento. Certifique-se de que todas as conexões e acessórios estejam apertados e seguros.
Tabela de registros de superaquecimento
Uma tabela de registro de superaquecimento é uma ferramenta útil para os técnicos registrarem medições e ajustes de superaquecimento ao longo do tempo. Isto permite um fácil monitoramento do desempenho de um sistema de refrigeração ou ar condicionado e ajuda a identificar tendências ou possíveis problemas. Um exemplo de tabela de registro de superaquecimento pode ter esta aparência:
Data | Tempo | Pressão de Sucção (PSI) | Temperatura de Saturação (°F) | Temperatura do refrigerante (°F) | Superaquecimento (°F) | Ajuste feito | Técnico |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
2023-04-11 | 10:00 | 70 | 40 | 50 | 10 | Nenhum | John Doe |
2023-04-18 | 14:00 | 68 | 38 | 47 | 9 | Nenhum | Jane Smith |
2023-04-25 | 09:00 | 72 | 42 | 58 | 16 | -2° | John Doe |
Explicação das colunas da tabela:
- Data: A data em que a medição de superaquecimento foi realizada.
- Tempo: A hora em que a medição de superaquecimento foi realizada.
- Pressão de Sucção (PSI): A pressão medida do refrigerante na saída do evaporador ou na linha de sucção, geralmente registrada em libras por polegada quadrada (PSI).
- Temperatura de Saturação (°F): A temperatura de saturação do refrigerante na pressão medida, determinada usando um gráfico de pressão-temperatura (PT) ou régua de cálculo do refrigerante.
- Temperatura do refrigerante (°F): A temperatura real do refrigerante medida na saída do evaporador ou na linha de sucção.
- Superaquecimento (°F): O valor de superaquecimento calculado, obtido subtraindo a temperatura de saturação da temperatura do refrigerante.
- Ajuste feito: O ajuste feito na configuração de superaquecimento do TEV, se houver. Esta coluna registra a alteração nas configurações de superaquecimento, como “+1°” para um aumento de 1°F ou “-2°” para uma diminuição de 2°F.
- Técnico: O nome do técnico que realizou a medição e ajuste de superaquecimento.
Concluindo, compreender e manter o ajuste adequado de superaquecimento nas válvulas de expansão termostática (TEV) é vital para a operação eficiente e a longevidade dos sistemas de refrigeração e ar condicionado. Seguindo o procedimento recomendado para medir e ajustar o superaquecimento, os técnicos podem otimizar o desempenho do sistema e evitar possíveis danos ao equipamento. O monitoramento e a documentação regulares dos valores de superaquecimento garantem uma abordagem proativa à manutenção do sistema e podem identificar tendências ou problemas que possam exigir mais atenção.