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07dispositivosdeexpanso 130619061002 phpapp02
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Tubo Capilar
� Normalmente aplicados em sistemas de refrigeração de pequeno porte
� Tem duas finalidades
� Reduzir a pressão do refrigerante líquido� Regular a quantidade (vazão) da mistura líquido/gás que entrará no evaporador
3
Tubo Capilar
�A redução de pressão deve-se à fricção do gás no interior do capilar
�Quanto maior a fricção maior será a diferença de pressões (condensação → evaporação)
�Um aumento na fricção pode ser obtido com aumento no comprimento e/ou diminuição no diâmetro interno do capilar
�Umidade, resíduos sólidos ou o estrangulamento do componente� Podem ocasionar obstrução parcial ou total na passagem do refrigerante através do capilar� Prejudicam o desempenho do equipamento
�Principal vantagem� Mesmo com a parada do compressor, o refrigerante continua fluindo através do capilar até a equalização das pressões do lado de alta e de baixa, permitindo a utilização de motor com torque normal de partida
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Tubo CapilarR-22�Temp Condensação: 54°c�Comprimento de TC (Capilar e Sucção): 1,2m
Capacidade(BTU/h)
Temperatura de Evaporação (°C)
+7,2 -6,7
L (m) Dint (mm) L (m) Dint (mm)
1400 – 1600- - 5,0
4,61,01,0
1600 – 1800- - 4,5
3,91,01,0
1800 – 2000- - 3,6
3,01,01,0
2000 – 30003,64,2
1,01,2
2,83,5
1,01,2
3000 – 40004,02,3
1,21,2
3,35,4
1,21,5
4000 – 50002,13,6
1,21,5
5,23,2
1,51,5
5
Tubo CapilarR-22�Temp Condensação: 54°c�Comprimento de TC (Capilar e Sucção): 1,2m
Capacidade(BTU/h)
Temperatura de Evaporação (°C)
+7,2 -6,7
L (m) Dint (mm) L (m) Dint (mm)
5000 – 60003,42,4
1,51,5
3,02,1
1,51,5
7000 3,9 1,8 3,3 1,8
8000 2,4 1,8 3,4 2,0
9000 3,3 2,0 - -
10000 2,4 2,0 - -
12000 3,6 2,2 - -
14000 2,2 2,2 - -
16000 3,0 2,5 - -
18000 2,1 2,5 - -
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Válvula de Expansão
� É um dispositivo que tem a função de controlador de maneira precisa a quantidade de refrigerante que penetra no evaporador.
� Os principais tipos de V.E.
�Válvula Manual�Válvula Automática�Válvula de Bóia�Válvula Elétrica/Eletrônica�Válvula Termostática
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Válvula de Expansão Manual
�A quantidade de refrigerante que passa através do orifício da válvula depende da abertura da válvula que é ajustável manualmente
� Vantagem: simplicidade e baixo custo
� Utilizada como válvula de “bypass” (desvio), paralelamente às válvulas automáticas, para assegurar o funcionamento do sistema em caso de falha destas
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Válvula de Expansão Automática
(Pressostática)�Destinam a manter uma pressão de sucção maior e constante no evaporador, independente das
variações de carga de calor
� De funcionamento muito preciso
� Mantém praticamente constante a temperatura do evaporador
� Emprega-se em sistemas em que as cargas são relativamente constantes e em sistemas com
uma única serpentina de evaporador.
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Válvula de Expansão de Bóia
� Mantém o líquido no evaporador a um nível predeterminado
� Oferece um controle muito bom
� Mantém o nível adequado de refrigerante independentemente de variações de carga, períodos
sem carga, condições da carga e outras variáveis de operação
� Devem ser escolhidas em função do refrigerante específico que vai ser usado, devido à
diferença de densidade entre os diversos refrigerantes
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Válvula de Expansão Eletrônica
� Regulam o fluxo de refrigerante por meio de um microprocessador
� Microprocessador controla superaquecimento por meio de termistor e transdutor
� O líquido refrigerante entra a alta pressão pela parte inferior da válvula passando por uma
série de orifícios calibrados
� Uma bucha deslizante abre ou fecha os orifícios, modificando a área de passagem
� Um motor de passo controla a bucha deslizante
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Válvula de Expansão Termostática
(TEV)� É uma válvula de expansão automática
�Tem um dispositivo que corrige a quantidade de líquido a ser evaporado na serpentina
� A quantidade de líquido corresponde sempre à carga no evaporador
� A força necessária para o seu acionamento é obtida do superaquecimentodo estado gasoso do refrigerante no evaporador por meio de um sensor de temperatura
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Superaquecimento e Subresfriamento
x = 1,0 (vapor saturado)
1
23
4
x = 0,0 (líquido saturado)
� 100% líquido
� 0 % vapor
� t = 40 ºC
� 100% vapor
� 0 % líquido
� t = -30 ºC
13
Superaquecimento e Subresfriamento
1´
2´3´
4´
Superaquecimento
Subresfriamento
• garante a entrada de líquido na Válvula Expansão
• melhora o rendimento do ciclo (aumenta ∆h)
• garante a entrada de vapor no Compressor
• melhora o rendimento do ciclo (aumenta ∆h)
vapor superaquecido
� 100% vapor
� t = 0 ºC
Líquido Subresfriado
� 100% líquido
� t = 30 ºC
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Superaquecimento e Subresfriamento
Como se faz?
� Colocando em contato parte da linha de líquido com a linha de sucção
� Inserindo um trocador de calor intermediário
Refrigerante LÍQUIDO (quente)
Refrigerante VAPOR (frio)
calor
Válvulas de expansão termostáticas
• A principal finalidade deste dispositivo é proporcionar a redução da pressão do fluido refrigerante e controlar o fluxo de massa que entra no evaporador, mantendo um superaquecimento constante independentemente das condições do sistema, evitando assim a entrada de líquido no compressor.
Princípio de funcionamento
• O funcionamento da válvula depende da pressão do evaporadore da pressão de comando do bulbo termostático.
• O bulbo termostático deve ser instalado na saída do evaporador, em contato térmico com a tubulação de sucção, de modo a captar continuamente a temperatura do fluido refrigerante que sai do evaporador.
Tipos de válvulas
Geralmente, em sistemas de condicionamento de ar podemos ter dois tipos de válvulas de expansão termostáticas:
• Válvulas de expansão termostáticas de equalização interna - estas são mais adequadas para instalações com um ou mais evaporadores com pequena perda de carga.
• Válvula de equalização externa - estas são mais empregadas em sistemas com um ou mais evaporadores de injeção simples ou múltipla, com alta perda de carga.
Cuidados na instalação
• Bulbo termostático:
1. Deverá ser fixado na saída do evaporador;2. Preso por braçadeiras sobre uma superfície limpa e plana;3. Deverá estar fora das correntes de ar e ser isolado; 4. Ser instalado na saída do coletor que contém a tubulação de sucção,
quando a válvula atender a mais de um evaporador;5. Cuidar para não instalar o bulbo após o intercambiador de calor, quando
existir; 6. Deve ser sempre instalado na parte horizontal da tubulação, evitando-se
colocar em curvas, ou na vertical.7. Gás utilizado (bulbo) = mesmo do circuito de refrigeração
Cuidados na instalação
• Equalizador Externo:
1. Instalar o equalizador após o bulbo termostático, a uma distancia aproximada de 10 a 20 cm;
2. Instalar o equalizador na saída do coletor que contém a tubulação de sucção, quando a válvula atender mais de um evaporador;
3. Cuidar para não instalar o equalizador externo após o intercambiadorde calor, quando este existir.
Identificação
• Uma válvula de expansão termostática com a seguinte identificação:
TAD - 3,0 - R12 - N• Significa:
� TAD - Válvula de expansão termostática com equalização interna;� 3,0 - capacidade nominal de 3,0 TR;� R12 - refrigerante CFC-12;� N - campo de aplicação normal ( temperatura de evaporação de -
30°C a + 10°C).
Seleção de Válvula Termostática
Para selecionar a Válvula Termostática de Expansão é necessário
combinar a capacidade (em toneladas de refrigeração) da Válvula
Termostática de Expansão com a capacidade do evaporador.
� O seguinte procedimento é recomendado:
• Verifique o refrigerante do sistema
• Determine a capacidade do evaporador nas condições de funcionamento
• Determine a temperatura do líquido refrigerante na entrada Válvula Termostática de Expansão
Seleção de Válvula Termostática
• Calcular a queda de pressão através da Válvula Termostática de Expansão subtraindo a pressão de sucção (lado de baixa) da pressão de condensação (lado de alta).
• Subtraia a queda de pressão do distribuidor, se existente. A diferença é a queda de pressão disponível para a Válvula Termostática de Expansão.
• Consulte a tabela de capacidade de expansão adequada no catálogo para o refrigerante correto à temperatura de evaporação da operação.
• Você terá que recalcular a capacidade utilizando a Tabela do Fator de Correção para a temperatura real do líquido se for diferente de 38°C, usada como padrão.
Exemplo
Considere CFC 12 circulando através do sistema ilustrado na figura.
Suponha que a pressão do fluido refrigerante no ponto 3 de 868kPa.O evaporador oferece uma perda de pressão de 50kPa.A válvula provoca uma perda de pressão de 600kPa. A pressão imposta pela mola é de 60kPa.
Qual o grau de superaquecimento na saída do evaporador quando se utiliza uma válvula de expansão termostática com equalizador interno de pressão?
Qual o grau de superaquecimento na saída do evaporador quando se utiliza uma válvula de expansão termostática com equalizador externo de pressão?
SoluçãoEqualização Interna
• Podemos calcular a pressão 4 da forma:
P1 = P3 –∆Pválvula– ∆Pserpentina= 868 - 600 - 50 = 218 kPa
Observe o balanço de pressões no diafragma da válvula com equalização interna de pressão.
No equilíbrio temos:• PB = PM + P4
SoluçãoEqualização Interna
• PB = PM + P4
PB = 60 + 268 = 328 kPa
• TB = Tsat(PB) = 1,9°C (Tabela de propriedades para R12)TB = T1 (em função da instalação)
Mas T• ∆T = T1 – Tsat(P1)
∆T = 1,9 – Tsat(218kPa) = 1,9 – (-10,2°C)= 12,1°°°°C
Segundo Dossat (576) o fluido no bulbo remoto é o refrigerante usado no sistema (com algumas excessões)
Condensador
EvaporadorVET
FR
FR
Bulbo
1
2 3
4
SoluçãoEqualização Externa
• Podemos calcular a pressão 4 da forma:
• PB = PM + P1
PB = 60 + 218 = 278kPa
• TB = Tsat(PB)= -3,1°C
• Como T1 = TB tem-se:
• ∆T = T1 – Tsat(P1) ∆T = -3,1 - (-10,2) = 7,1°°°°C
Nesse exemplo pode-se concluir que a válvula de expansão termostática com
equalização externa é a mais adequada, uma vez que mantém o grau de superaquecimento
dentro do que é considerado normal.
Condensador
EvaporadorVET
FR
FR
Bulbo
1
2 3
4