GRA0987 - Refrigeração e ar-condicionado (Apostila 3)

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REFRIGERAÇÃO E AR-REFRIGERAÇÃO E AR-
CONDICIONADOCONDICIONADO
COMPONENTES DO CICLOCOMPONENTES DO CICLO
DE REFRIGERAÇÃODE REFRIGERAÇÃO
Au to r ( a ) : M a . Í n g r i d H e l o i s a d a S i l va A l ve s
R ev i s o r : A n to n i o F i l h o
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Introdução
Olá, estudante!
Neste material, apresentaremos as características e os tipos dos componentes utilizados
nos ciclos de refrigeração, como: compressores, evaporadores, condensadores, válvulas
e outros acessórios, sistemas e equipamentos. Além disso, serão abordados aspectos
sobre o avanço da tecnologia para a melhoria dos sistemas de refrigeração que,
atualmente, utilizam sistemas de instrumentação destinados à medição e ao controle
das máquinas refrigerantes, servindo, muitas vezes, como indicadores da necessidade de
manutenção. Destacaremos, ainda, os princípios de funcionamento e a posição de cada
componente no ciclo de refrigeração.
Bons estudos!
Os compressores utilizados nos ciclos de refrigeração são considerados por muitos
estudiosos o coração do sistema de refrigeração, pois fornecem o trabalho necessário
para o funcionamento de todo o ciclo. Assim, o compressor é considerado uma das
principais peças para se obter refrigeração. De maneira simpli�cada, podemos de�ni-lo
Compressores
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como um dispositivo eletromecânico capaz de manter e desenvolver a circulação do
�uido refrigerante no sistema (STOECKER; JABARDO, 2018). Na �gura a seguir, é possível
visualizar o caminho percorrido pelo �uido no compressor.
Figura 3.1 - Desenho de um compressor de ar
Fonte: morphart / 123RF.
#PraCegoVer: a imagem apresenta um desenho, em preto e branco, da parte interna de um
compressor de ar. Na parte superior do compressor, existe uma abertura para sucção e
descarga do ar; logo abaixo, há o êmbolo e umas setas.
Durante o ciclo de refrigeração, o �uido refrigerante passa por todos os componentes do
sistema. Ao passar pelo compressor, o �uido sofre um aumento de pressão e, por
consequência, um aumento considerável de sua temperatura, saindo do compressor no
estado de vapor superaquecido de alta pressão. O �uido deve entrar no compressor no
estágio superaquecido ou vapor saturado, e o processo de compressão do �uido ocorre
de maneira adiabática.
Ademais, o compressor serve para bombear o �uido no sistema e, assim, permitir que o
ciclo aconteça e se reinicie.
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Conforme as particularidades do processo de compressão, podemos classi�car os
compressores em máquinas de �uxo ou máquinas de deslocamento positivo. Para um
compressor ser considerado uma máquina de �uxo, o aumento da pressão ocorre,
principalmente, pela conversão de pressão dinâmica em pressão estática. Nos
compressores que são máquinas de deslocamento positivo, o aumento da pressão é
ocasionado pela redução do volume (ALVES, 2007).
Tipos de Compressores
Os compressores são empregados em diversos processos e sistemas de refrigeração, o
que resultou no desenvolvimento de diferentes tipos de compressores, e cada tipo é
empregado conforme a capacidade e a �nalidade do sistema. Os principais tipos de
compressores empregados em sistemas de refrigeração são: alternativo ou de êmbolo;
rotativo de parafuso; centrífugo; rotativo de palheta; scroll (STOECKER; JABARDO, 2018).
Os primeiros compressores a serem utilizados, comercialmente, em sistemas de
refrigeração foram os alternativos. Eles ainda são os mais utilizados e, conforme as
necessidades do mercado, esse tipo de compressor vem sendo aprimorado ao longo dos
anos.
S A I B A M A I S
Como exposto anteriormente, o �uido refrigerante deve entrar no compressor no estado
superaquecido ou vapor saturado, como forma de garantir que não exista líquido no
compressor, pois o líquido, diferentemente do vapor, não apresenta compressibilidade e pode
comprometer o funcionamento do compressor e de todo o sistema. Para saber mais acerca
desse assunto, leia o texto de Romeiro José Belini, “Avaliação de fatores que afetam a
e�ciência energética em um sistema de refrigeração”, disponível em:
http://schenautomacao.com.br/abrava/anais/�les/trabalhocompleto_126.pdf
http://schenautomacao.com.br/abrava/anais/files/trabalhocompleto_126.pdf
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A principal característica dos compressores alternativos é realizar a aspiração de forma
contínua, com a pressão do circuito constante e estabilizada. Ademais, os compressores
alternativos são classi�cados em três tipos: alternativos abertos, hermético e semi-
hermético.
Nos alternativos abertos, o eixo de acionamento sai da carcaça e se acopla a um motor
de acionamento, que pode ser elétrico ou de combustão. Em geral, esse tipo de
compressor alternativo é utilizado quando precisamos de altas potências de refrigeração
(STOECKER; JABARDO, 2018).
Por sua vez, os compressores herméticos, normalmente, têm pequena capacidade e são
acionados por motores elétricos. Nesse caso, tanto o componente de compressor
quanto o motor �cam no mesmo invólucro. A principal vantagem desse compressor, em
relação ao compressor aberto, é que não há a possibilidade de ocorrer vazamento de
�uido refrigerante do sistema. A principal desvantagem é que não é possível fazer a
manutenção dos componentes internos, ou seja, em caso de danos, esse compressor
deve ser descartado.
En�m, os compressores alternativos semi-herméticos são utilizados quando precisamos
de potência intermediária. Eles são denominados semi-herméticos por apresentarem
uma carcaça e um cabeçote removível, o que permite a manutenção dos êmbolos e das
válvulas. Nesse compressor, o motor elétrico é acoplado dentro do compressor,
eliminando o sistema de transmissão e proporcionando uma economia no consumo de
energia. Além disso, a condição de funcionamento do compressor é melhorada, pois o
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compressor passa a ser refrigerado pelo próprio �uido do sistema (STOECKER;
JABARDO, 2018).
O compressor rotativo de parafuso, como mostra a Figura 3.2, é formado por fusos
helicoidais ajustados entre si, sendo um sistema macho e fêmea. O macho tem quatro
lóbulos, e a fêmea tem seis reentrâncias. Geralmente, o motor de acionamento atua
sobre o macho, porém, em alguns projetos de compressor rotativo de parafuso, o motor
atua sobre a fêmea e, nessa situação, o rotor macho tem uma rotação mais elevada
(STOECKER; JONES, 2002).
O invólucro do compressor rotativo de parafuso é estacionário e tem aberturas para a
absorção e a descarga do �uido. De modo geral, a entrada de absorção �ca na parte
superior, e a de descarga, na parte inferior (STOECKER; JONES, 2002). A maioria dos
projetos desse tipo de compressor tem um sistema para bombear óleo no compressor,
junto com o �uido refrigerante.
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Figura 3.2 - Compressor rotativo de parafuso
Fonte: surasakib99 / 123RF.
#PraCegoVer: a imagem apresenta a parte interna de um compressor rotativo de parafuso. A
carcaça do compressor é azul e, na parte superior, há uma abertura para a entrada do �uido.
Abaixo, há uma mola e, na seção abaixo, hádois fusos ligados a um eixo central.
O funcionamento ocorre ao se ligar o motor, promovendo a rotação dos fusos. Esse
movimento permite que o �uido seja aspirado pela abertura de sucção. Quando o canal já
aspirou o volume ideal, a entrada é bloqueada e o �uido começa a ser comprimido. Esse
processo ocorre em, aproximadamente, um terço de volta do sistema, até atingir o ponto
de descarga e reiniciar o ciclo (STOECKER; JABARDO, 2018).
No compressor do tipo centrífugo, o �uido refrigerante é absorvido através de uma
abertura central do rotor e, com a ação de uma força centrífuga, percorre,
sucessivamente, a área periférica dos cilindros. As pás presentes no rotor imprimem
velocidade elevadas ao �uido refrigerante e, consequentemente, elevam a pressão no
compressor, até ser atingida a pressão para ocorrer a descarga.
O compressor rotativo de palhetas deslizantes, apresentado na Figura 3.3, funciona
aprisionando o �uido refrigerante em seu volume e comprimindo-o por meio do giro
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dentro do cilindro com palhetas deslizantes. Mediante o movimento das palhetas, o
�uido é forçado contra as paredes do cilindro. Como o espaço vai se reduzindo, o �uido
vai sendo comprimido, até atingir uma pressão máxima e, posteriormente, ser
descarregado (STOECKER; JABARDO, 2018).
Figura 3.3 - Compressor de ar rotativo de palheta
Fonte: R. Castelnuovo / Wikimedia Commons.
#PraCegoVer: a imagem apresenta um desenho 3D, no qual há duas setas: uma na entrada e
outra na saída, apontadas para a esquerda. A seta da entrada é azul, e a da saída é vermelha.
Entre elas, há uma tubulação cinza, que tem um círculo branco no centro. Dentro do círculo, há
um círculo cinza, com seis palhetas amarelas.
Esses compressores podem ser classi�cados como o de palhetas simples e múltiplas
palhetas. No tipo de palhetas simples, as linhas de centro do eixo e as linhas de centro
do cilindro coincidem, mas apresentam uma excentricidade em relação ao rotor, o que
ocasiona um contato com o cilindro durante o giro. Por sua vez, no compressor de
múltiplas palhetas, como o próprio nome sugere, o rotor tem duas ou mais palhetas e irá
girar em torno do seu próprio eixo, não coincidindo com o eixo do cilindro (STOECKER;
JABARDO, 2018).
Ainda, há o compressor em que o �uido refrigerante se desloca entre dois elementos em
forma de espiral, comumente chamados de espiras, sendo um �xo e outro móvel
conectado ao eixo do motor. Esse é conhecido compressor scroll, no qual o �uido
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aprisionado é levado ao centro das espiras. Esse movimento provoca um aumento
gradativo da pressão, até se atingir a pressão de saída.
Conhecimento
Teste seus Conhecimentos
(Atividade não pontuada)
Foram os primeiros compressores a serem utilizados, comercialmente, em sistemas de
refrigeração e ainda são os mais utilizados, passando por diversos aprimoramentos
para atenderem às necessidades do mercado. Esse tipo de compressor é composto por
peças móveis, como pistões, camisas, bielas, válvulas, virabrequim, dentre outras, que
trabalham de forma interpolada para a aspiração, a compressão e a descarga do �uido
refrigerante.
Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o tipo de compressor descrito.
a) Compressor rotativo de palhetas.
b) Compressor centrífugo.
c) Compressor rotativo de parafuso.
d) Compressor alternativo ou de êmbolo.
e) Compressor scroll.
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O evaporador, também denominado resfriador de expansão direta, é o componente do
ciclo de refrigeração responsável por absorver o calor do ambiente a ser refrigerado.
Nesse componente, a evaporação ocorre pelo �uido frigorígeno e, por meio dele, há a
transferência de calor entre o sistema e o ambiente. Dessa forma, como mostra a �gura a
seguir, o evaporador é um trocador de calor (COSTA, 1982).
Figura 3.4 - Evaporador presente nos freezers refrigeradores
Fonte: anmbph / 123RF.
#PraCegoVer: a imagem apresenta uma fotogra�a colorida do evaporador de um freezer
doméstico. Na parte superior, há uma grade, com tubos cinzas, conectados a um outra grade,
com tubos também cinzas, localizada abaixo da parede inferior do freezer.
Evaporadores
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Nos evaporadores, a transferência de calor ocorre do quente para o frio: o quente
corresponde ao ar ambiente; o frio, ao �uido refrigerante do sistema. O processo de
transmissão de calor do evaporador pode ser comparado, analogamente, com um
circuito elétrico com resistências em série, pois existem os seguintes mecanismos de
transferência de calor: convecção do lado do ar ambiente, condução nas aletas do
sistema e convecção no �uido refrigerante.
Considerando-se todos os mecanismos envolvidos no processo do evaporador, o projeto
deve ser elaborado para que o �uido percorra o evaporador com velocidade su�ciente
para assegurar a taxa de transferência de calor e, ainda, tenha pressão para seguir o ciclo
de refrigeração, ao sair do evaporador (STOECKER; JABARDO, 2002).
A classi�cação dos evaporadores pode ser realizada conforme o método de alimentação
do sistema. Assim, um evaporador pode ser: inundado, de expansão seca ou de
sobrealimentação líquida.
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Outra forma de classi�car o evaporador é quanto ao tipo de circulação do �uido, que
pode ocorrer de forma natural ou forçada. Os evaporadores com circulação natural têm
baixas velocidades e mínima desidratação do produto. Por outro lado, os evaporadores
com circulação forçada têm um maior coe�ciente de transferência de calor e melhor
uniformidade de temperatura (COSTA, 1982).
Tipos de Evaporadores
Os tipos de evaporadores são determinados com base nas características construtivas
deles, existindo evaporadores de tubo liso, de tubos aletados e de placas. Os
evaporadores podem ter circulação natural ou forçada e podem ter a alimentação seca,
inundada ou de sobrealimentação líquida (COSTA, 1982).
Os evaporadores de tubos lisos devem ser dispostos, diretamente, no local a ser
refrigerado e colocados, preferencialmente, em superfícies que estão em contato com o
exterior, como forros e paredes, com o objetivo de proporcionar um movimento natural do
ar (COSTA, 1982).
O material dos trocadores de calor pode variar conforme as características do projeto,
como: o �uido refrigerante utilizado, o ambiente em que será instalado o evaporador, o
custo de projeto, dentre outros aspectos. Nesse sentido, os evaporadores devem ser
feitos de materiais que possam ser moldados. Em geral, são utilizados materiais como
aço inox, ligas de titânio-paládio, Diabon F, dentre outras ligas metálicas (ARAÚJO, 2012).
Visando aumentar a transferência de calor dos tubos lisos, mediante a redução da
resistência térmica proveniente da troca de calor entre o tubo e o ar, são incorporadas ao
projeto aletas que atuam como superfícies secundárias e proporcionam um aumento de
área e elevação de troca térmica em evaporadores com menores dimensões. O número
de aletas do evaporador é determinado de acordo com o comprimento do evaporador e a
temperatura de exposição (COSTA, 1982).
Os evaporadores do tipo placa foram inseridos na indústria em 1930 e, inicialmente, eram
aplicados apenas no ramo de alimentos, por apresentarem facilidade de higienização do
componente. A partir de 1960, os evaporadores de placas começaram a se popularizar
em outros segmentos de mercado, pois o modelo de placas pode ser construídode
acordo com a necessidade de cada projeto.
O trocador de placas é formado por suporte com placas independentes, sustentadas por
barras e presas por meio da compressão entre a extremidade móvel e a �xa. Nesse
evaporador, a transferência de calor ocorre quando o �uido refrigerante escoa por um
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lado da placa, enquanto o outro lado está em contato com o �uido quente (ARAÚJO,
2012).
praticar
Vamos Praticar
Considerando o que foi apresentado até aqui, podemos a�rmar que o evaporador é um
trocador de calor e que atua no sistema, retirando calor do ambiente a ser refrigerado.
O calor é transferido, por meio do evaporador, para o �uido refrigerante que o
percorre. Ao entrar no evaporador, o �uido apresenta o estado líquido mais vapor,
saindo na forma de vapor.
Dessa forma, descreva o tipo de trocador de calor em que se enquadra o evaporador
utilizado nos refrigeradores residenciais e quais são suas características.
Os ciclos de refrigeração apresentam outro trocador de calor, um componente conhecido
como condensador, que tem a função de esfriar e condensar o vapor superaquecido
Condensadores
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oriundo da compressão. Como apresenta a Figura 3.5, no processo de condensação, o
calor sai do �uido refrigerante para o meio externo mediante o contato das serpentinas
do condensador com o ar, a água ou, então, o ar e a água, mas podem existir outros
meios especiais para condensação (COSTA, 1982).
Figura 3.5 - Unidade condensadora das geladeiras
Fonte: handmademania / 123RF.
#PraCegoVer: a imagem apresenta uma fotogra�a da parte de trás de uma geladeira, na qual
há uma grade formada por tubos horizontais, conectados entre si por um sistema zigue-zague
em suas extremidades e por tubos verticais sobre os tubos horizontais.
Segundo Costa (1982), na transferência de calor do condensador, podemos observar que
o �uido refrigerante passa por três fases diferentes, desde a entrada no condensador até
a saída. Ao entrar, primeiramente, o �uido irá dessuperaquecer, em seguida, condensar
para, então, sair do condensador na fase de sub-resfriamento.  
Tipos de Condensadores
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Os tipos de condensadores podem ser classi�cados de acordo com o meio em que
ocorre a troca de calor do sistema, e a seleção deles depende de fatores como: o �uido
refrigerante, a capacidade de carga de refrigeração, a quantidade e a temperatura do
�uido do meio, dentre outros.
Para Costa (1982), os condensadores resfriados a ar se subdividem em: submersos, tubo
e carcaça, serpentina e carcaça e tubo duplo. Os condensadores submersos são
formados por uma serpentina de tubos por onde passa o �uido refrigerante do sistema,
as serpentinas são submersas em um tanque por onde passa a água contracorrente. O
condensador submerso, por sua vez, é um sistema simples de resfriamento e apresenta
baixo rendimento, ocasionado pela velocidade reduzida da água e seu baixo contato com
a serpentina.  
Ainda segundo o autor, os condensadores que têm dois tubos concêntricos são
classi�cados como tubo duplo; seu funcionamento ocorre com a circulação da água no
tubo interno e do �uido refrigerante no tubo externo. Para aumentar a capacidade de
condensação, é possível instalar borrifadores de água sobre os tubos.
Fonte: ostapgor / 123RF.
Vantagens e desvantagens dos condensadores
de duplo tubo
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Outro modelo de condensador é do tipo serpentina e carcaça, formado por uma carcaça
fechada, geralmente, na forma cilíndrica, com uma serpentina de tubo único, por onde
passa a água de condensação. No tipo de condensador tubo e carcaça, a carcaça é
fechada por espelhos, que são soldados ou mandrilhados. A água circula na parte interna
dos tubos, e os �uidos refrigerantes entram pela parte superior do invólucro, condensam
e são recolhidos na parte inferior da carcaça.
Os condensadores a ar são formados por uma série de tubos, por onde passa o �uido
refrigerante. Através desses tubos, passa ar, em condições especí�cas para o projeto,
capazes de mudar o estado do �uido refrigerante. Nesse sentido, o ar pode ser
transmitido de forma natural ou forçada. A circulação natural é empregada apenas em
sistemas de pequeno porte, uma vez que existe limitação no �uxo de ar ambiente.
Ademais, podem existir sistemas que usam condensadores em que o meio é a água e o
ar. A retirada do calor do sistema é realizada por um chuveiro ou uma cortina de água;
por ela, passa uma corrente de ar forçado ou natural.
REFLITA
Em geral, qual tipo de refrigeração é utilizado nos
condensadores presentes nos aparelhos residenciais de
ar-condicionado?
Como você já deve ter observado, a unidade
condensadora do ar-condicionado residencial é instalada
no lado externo do ambiente e utiliza serpentinas
aletadas, associadas a um ventilador, para resfriar o �uido
refrigerante no condensador. Dessa forma, podemos
a�rmar que esses aparelhos utilizam condensadores a ar,
transmitido de maneira forçada.
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Conhecimento
Teste seus Conhecimentos
(Atividade não pontuada)
No processo de transferência de calor realizado no condensador presente no ciclo de
refrigeração, podemos observar que o �uido apresenta fases distintas, desde a entrada
até a saída.  
Com base nessas informações, é possível a�rmar que o �uido refrigerante no
condensador tem:
a) duas fases: dessuperaquecer e condensar.
b) duas fases: dessuperaquecer e superaquecer.
c) três fases: dessuperaquecer, condensar e sub-resfriar.
d) três fases: superaquecer, condensar e sub-resfriar.
e) duas fases: condensar e sub-resfriar.
Sistemas Auxiliares
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Muitas máquinas e muitos equipamentos operam em condições ideais, devido ao uso de
sistemas e dispositivos auxiliares, empregados com a �nalidade de melhorar o
desempenho dos sistemas e garantir as condições ideais de funcionamento. Dessa
forma, os sistemas de refrigeração têm componentes auxiliares, essenciais para a
existência do ciclo de refrigeração, como é o caso das válvulas de expansão e de outros
dispositivos fundamentais para a estabilidade do sistema, a redução de falhas e quebras
e, consequentemente, o aumento da vida útil dos componentes que integram o ciclo
refrigerante.
Válvulas de Expansão
As válvulas de expansão são dispositivos empregados nos ciclos de refrigeração,
localizados entre o condensador e o evaporador e têm o objetivo de provocar, de forma
controlada, a expansão do �uido, reduzindo a pressão e temperatura dele. No mercado,
há vários tipos e modelos, como as válvulas automáticas, termostáticas, manual, de boia
e elétrica. Todos esses tipos são empregados conforme as condições e necessidades do
sistema de refrigeração (STOECKER; JABARDO, 2018).
As válvulas automáticas visam manter a pressão de sucção maior e constante no
evaporador, não sofrendo com as alterações de carga de calor do sistema. Essas
válvulas têm um sistema de funcionamento extremamente preciso e, por esse motivo,
são usadas em ciclos que precisam manter, com exatidão, determinada temperatura.
Os dispositivos de expansão termostáticos, também denominados válvulas de expansão
térmica ou de superaquecimento, são válvulas acionadas de forma automática, por meio
de um sensor de temperatura.A válvula termostática tem um sistema de correção da
quantidade de líquido a ser evaporado na serpentina, de maneira que corresponda à
carga no evaporador (STOECKER; JABARDO, 2018).
Alguns sistemas utilizam válvulas de acionamento manual em seu circuito. Nesse caso, a
quantidade de �uido que passa pelo orifício é controlada de acordo com a abertura da
válvula, regulada manualmente. As válvulas manuais têm baixo custo e, muitas vezes,
são empregadas como dispositivos de segurança, instalados paralelos a válvulas
automáticas, para garantir o funcionamento do circuito, quando as automáticas falham.
O modelo de válvula de boia é, particularmente, utilizado em sistemas com evaporadores
do tipo inundado. Existem dois tipos de válvulas de boias: as do lado de baixa pressão e
as do lado de alta pressão. As principais diferenças entre elas são o lado em que estão
localizadas e a resposta ao acionamento, pois a de baixa pressão diminui o nível do
líquido, e a de alta aumenta (STOECKER; JABARDO, 2018).
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As válvulas de expansão elétrica ou eletrônica utilizam um termistor para detectar a
presença de líquido refrigerante na saída do evaporador. Quando não é identi�cada essa
presença, ocorre um aumento na temperatura do termistor e, consequentemente, uma
redução na resistência elétrica, assim, há uma maior corrente elétrica passando pelo
aquecedor da válvula. Dessa forma, a válvula é aberta e permite a passagem de mais
�uido refrigerante.
Demais Sistemas, Equipamentos e Acessórios
Outros dispositivos são utilizados nos ciclos de refrigeração, como forma de melhorar o
rendimento e a vida útil dos componentes essenciais para o funcionamento dos ciclos de
refrigeração, possibilitando aos técnicos responsáveis pelo sistema um
acompanhamento preciso.
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Figura 3.6 - Técnicos monitorando o compressor do sistema de refrigeração
Fonte: sorn340 / 123RF.
#PraCegoVer: a imagem apresenta uma fotogra�a de dois responsáveis técnicos; um deles
está escrevendo os dados com uma caneta azul. Os dados estão em uma tela de fundo preto
e há quadros e informações na cor branca. Abaixo dessa tela, há um botão vermelho. Os
técnicos estão utilizando capacete e óculos de proteção.
Alguns dispositivos são apresentados por autores como Stoecker e Jabardo (2002) e
Costa (1982), como exposto a seguir.
Separador de óleo: é empregado em alguns sistemas de refrigeração, com a
�nalidade de separar o �uido refrigerante do óleo lubri�cante utilizado no sistema,
mediante a decantação do óleo nos de�etores internos. Geralmente, esse
acessório é instalado em sistemas com baixas temperaturas de evaporação e
elevadas temperaturas de descarga.
Intercambiador de calor: é um dispositivo que transfere calor do refrigerante
líquido para o gás de sucção.
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Filtro secador: pode ser usado pelo sistema de sucção, quando ocorre a queima
do motor do compressor; sua �nalidade é eliminar as partículas decorrentes da
decomposição parcial do refrigerante com óleo.
Filtro para sucção: é usado quando ocorre queima no sistema refrigerante, pois
são retiradas as impurezas sólidas e a acidez do refrigerante.
Silenciador: utilizado para diminuir o ruído inerente ao funcionamento do sistema
de refrigeração. Em alguns sistemas, o ruído é tão grande que pode causar
ressonância. Preferencialmente, o silenciador deve ser instalado próximo ao
compressor.
Reservatório de líquido: acessório usado para armazenar �uido refrigerante na
fase líquida; deve ser instalado entre o condensador e a válvula de expansão.
Acumulador de sucção: dispositivo usado na entrada do compressor, com
objetivo de evitar a aspiração de refrigerante líquido pelo compressor; o
acumulador de sucção deve ser instalado entre o evaporador e o compressor.
Aquecedor de óleo: sistema usado para evitar a mistura de óleo e �uido
refrigerante, pois o aquecedor mantém o óleo aquecido e mantém o �uido
refrigerante na fase de vapor.
Além dos componentes apresentados, existem algumas válvulas aplicadas ao sistema,
como a válvula solenoide, que tem a função de evitar que o líquido refrigerante passe
para o evaporador, quando o compressor estiver sem funcionar, seja por falha, controle
de temperatura, seja por desligamento do sistema.
Responsabilidades de cada componente presente no ciclo de refrigeração
Válvula de Expansão
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#PraCegoVer: o infográ�co interativo, intitulado “Responsabilidades de cada componente
presente no ciclo de refrigeração”, apresenta a ilustração do esquema do ciclo de refrigeração,
com quatro botões interativos posicionados em suas respectivas etapas do processo. O
primeiro botão interativo, intitulado “Compressor”, ao ser clicado, apresenta o texto
“responsável por comprimir e movimentar o �uido refrigerante ao fazer trabalho sobre ele,
elevando-lhe a pressão e a temperatura”. O segundo botão interativo, intitulado “Condensador”,
ao ser clicado, apresenta o texto “responsável por diminuir a temperatura do �uido refrigerante
e, consequentemente, alterar seu estado, que entra no condensador superaquecido e sai sub-
resfriado”. O terceiro botão interativo, intitulado “ Válvula de expansão”, ao ser clicado,
apresenta o texto “responsável por controlar a pressão do �uido refrigerante que está indo
para o evaporador, reduzindo a pressão e permitindo que o evaporador opere em condições
ideais”. O quarto botão interativo, intitulado “Evaporador”, ao ser clicado, apresenta o texto
“responsável por absorver calor do ambiente a ser refrigerado, de modo que o �uido
refrigerante passa do estado líquido para vapor e, ao sair do evaporador, será aspirado pelo
compressor, reiniciando-se o ciclo”.
Dessa forma, outros dispositivos, componentes e acessórios são integrados ao sistema
principal, como forma de auxiliar o desempenho do compressor, evaporador,
condensador e das válvulas de expansão. Embora os dispositivos auxiliares não sejam
parte signi�cativa dos ciclos de refrigeração, são, amplamente, utilizados como
mecanismos que garantem o funcionamento do sistema.
Compressor
CondensadorEvaporador
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Conhecimento
Teste seus Conhecimentos
(Atividade não pontuada)
Dispositivo empregado em alguns sistemas de refrigeração, com a �nalidade de separar
o �uido refrigerante do óleo lubri�cante utilizado no sistema. Esse acessório é
instalado, geralmente, em sistemas com baixas temperaturas de evaporação e elevadas
temperaturas de descarga.
Esse texto refere-se a um acessório, equipamento ou sistema auxiliar utilizado nos
ciclos de refrigeração e que é denominado:
a) �ltro secador.
b) �ltro de sucção.
c) silenciador.
d) aquecedor de óleo.
e) separador de óleo.
Instrumentação
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A instrumentação é empregada em diversos segmentos industriais, como forma de
manter e controlar as principais variáveis do sistema, como pressão, vazão, temperatura,
dentre outras, conforme a singularidade de cada processo. Na �gura a seguir, há
manômetros, para veri�car a pressão de trabalho do sistema e das válvulas de controle
que possibilitam regular o �uxo.
Figura 3.7 - Instrumentos de medida e controle
Fonte: paktaotik2 / 123RF.
#PraCegoVer: a imagem apresenta uma fotogra�a com doisrelógios, um azul e outro
vermelho, conectados a tubulações cinzas. Abaixo de cada um, há um registro, com setas
indicando a direção do giro para a abertura e o fechamento.
Para que haja a instrumentação, é preciso utilizar instrumentos de medição que devem
estar ligados aos elementos de controle, com o objetivo de permitir a operação e�ciente
da máquina ou do equipamento, regular as condições de projeto e, com isso, evitar
possíveis falhas do sistema (PAVINI, 2011).
Atualmente, há diversos instrumentos de medição, desde os mais simples, como um
interruptor, até os mais so�sticados, de rearme e modulação. Nos ciclos de refrigeração,
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podem ser utilizados vários dispositivos de medição e controle, como os apresentados a
seguir.
Termostato: dispositivo sensível à variação da temperatura, ativado por efeito de
uma lâmina bimetálica ou por pressão de �uido.
Pressostatos: conjuntos eletromecânicos comandados pela variação de pressão
de trabalho ou por um diferencial de pressão. Os pressostatos podem ser
aplicados nos lados de pressão alta, baixa, alta e baixa e de pressão de óleo. Os
pressostatos têm um dispositivo de segurança conhecido como rearme e podem
atuar de forma manual ou automática.
Umidóstato: componente que responde à umidade do ar, acionando interruptores
no sistema para controlar o �uxo de ar no ambiente e a umidade ambiente.
Os sistemas de refrigeração podem conter componentes de circuito de controle, como
disjuntores, botoeiras, contatores, relés, chaves seccionadoras, dentre outros. É válido
salientar que as válvulas utilizadas nos ciclos de refrigeração também são ferramentas
de controle do sistema.    
No sistema de instrumentação, são utilizados mecanismos que convertem os sinais
obtidos pelos instrumentos em respostas do sistema, como liga-desliga, �utuante, ação
derivativa, ação proporcional e ação integral.
Os avanços tecnológicos permitiram a utilização dos dispositivos de instrumentação
combinados com microprocessadores, o que resultou em sistemas de refrigeração
automatizados. Como ocorre no sistema de ar-condicionado do tipo VRF, em que uma
unidade condensadora é ligada a várias unidades evaporadoras e funciona por meio de
sistemas de controle ao longo do ciclo de refrigeração, o sistema tem uma placa de
autodiagnóstico, conectada ao dispositivo, o que permite identi�car falhas dos
componentes, o local do problema e emitir um sinal de luminosidade por meio do visor
do sistema. Além disso, são utilizados �ltros de potência que realizam a compensação
de energia reativa (BEZERRA, 2018).
Conhecimento
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Conhecimento
Teste seus Conhecimentos
(Atividade não pontuada)
O sistema de refrigeração utiliza diversos instrumentos de medida e controle ao longo
do ciclo de refrigeração, dentre eles, é empregado o dispositivo que responde à
variação de temperatura e pode ser ativado de duas maneiras.
Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o nome desse dispositivo.
a) Válvula de expansão.
b) Umidóstato.
c) Pressostato.
d) Reservatório de líquido.
e) Termostato.
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Material
Complementar
W E B
Como funciona um circuito de refrigeração?
Ano: 2016.
Comentário: o vídeo apresenta o ciclo de refrigeração de uma
geladeira, abordando conceitos, responsabilidades e a
aplicabilidade de cada componente, além de apresentar, de forma
sucinta, o comportamento do �uido refrigerante durante todo o
ciclo. Para assistir ao vídeo, acesse:
ACESSAR
https://www.youtube.com/watch?v=VHrfwDax3GA&t=99s
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L I V R O
Refrigeração
Editora: Blucher.
Autor: Ennio Cruz da Costa.
ISBN: 9788521201045.
Comentário: no livro, o autor aborda generalidades sobre a
refrigeração e sobre o frio, além de apresentar princípios, elementos
e dados práticos da refrigeração mecânica por meio de gases e por
meio do vapor, expondo os componentes do ciclo de refrigeração
principais e auxiliares. Ademais, o autor apresenta outras formas de
refrigeração, como a refrigeração por absorção e a termoelétrica.
No livro, também é possível conhecer mais sobre algumas
particularidades de sistemas de refrigeração e conservação do frio.
(Disponível na Biblioteca Virtual).
L I V R O
Transferência de calor e massa: uma
abordagem prática
Editora: AMGH.
Autores: Yunus A. Çengel e Afshin J. Ghajar.
ISBN: 9788580551273.
Comentário: no livro, os autores apresentam conceitos, de�nições,
tipos, leis, equações e cálculos de dimensionamento sobre as
formas de transferência de calor entre os corpos, convecção,
condução e radiação, que podem ocorrer de forma natural ou
forçada. A obra também contém informações dos estágios de
ebulição e condensação e sobre os trocadores de calor. (Disponível
na Minha Biblioteca).
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21/01/2024, 21:51 E-book
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Conclusão
Prezado(a) estudante, podemos concluir que os ciclos refrigerantes são formados por
compressores, evaporadores, condensadores, válvulas de expansão e outros dispositivos e
acessórios que auxiliam o funcionamento dos sistemas de refrigeração. Assim, ao longo deste
material, apresentamos os tipos e as características de cada componente, bem como sua
aplicabilidade e sua importância dentro do ciclo.
Além disso, abordamos os instrumentos de medida e controle empregados nos sistemas e
como eles permitem acompanhar o desempenho do sistema e identi�car possíveis falhas, o
que só é possível quando conhecemos as variáveis e os parâmetros envolvidos nos processos
e estabelecemos valores ou intervalos de valores de operação do sistema.
Referência
s
ALVES, C. R. Refrigeração industrial.
Belo Horizonte: Centro Federal de
Educação Tecnológica de Minas Gerais,
2007.
ARAÚJO, E. C. da C. Evaporadores. São
Carlos: EDUFSCAR, 2012.
BELINI, R. J. Avaliação de fatores que afetam a e�ciência energética em um sistema de
refrigeração. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE REFRIGERAÇÃO, AR-CONDICIONADO,
VENTILAÇÃO, AQUECIMENTO E TRATAMENTO DO AR, 16., 2019, São Paulo. Anais
Eletrônicos... São Paulo: CONBRAVA, 2019. Disponível em:
https://schenautomacao.com.br/abrava/anais/�les/trabalhocompleto_126.pdf. Acesso em: 25
abr. 2022.
https://schenautomacao.com.br/abrava/anais/files/trabalhocompleto_126.pdf
21/01/2024, 21:51 E-book
https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=%2fuCZ6anFkctkhFe0QWyCsA%3d%3d&l=z3ucv1AqTMv252yA1%2fr7Wg%3d%3d&cd=… 31/31
BEZERRA, H. B. S. Levantamento e diagnóstico de sistema de e�ciência ambiental e propostas
de melhoria da e�ciência energética para edifícios do campus da UFRN. Universidade Federal
do Rio Grande do Norte. 2018. 93 f. Dissertação (Mestrado Pro�ssional em Energia Elétrica) –
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018. Disponível em:
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/25857/1/HeitorBrenoSilvaBezerra_DISSERT.p
df. Acesso em: 26 abr. 2022.  
ÇENGEL, Y. A.; GHAJAR, A. J. Transferência de calor e massa: uma abordagem prática.
Osasco: AMGH, 2012.
Como funciona um circuito de refrigeração? [S. l.: s. n.], [2022]. 1 vídeo (3 min.). Publicado pelo
canal Embraco. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=VHrfwDax3GA&t=99s.
Acesso em: 26 abr. 2022.
COSTA, E. C. da. Refrigeração. 3. ed. São Paulo: Blucher, 1982.
PAVINI, S. A. Instrumentação básica.3. ed. Santa Maria: Universidade Federal de Santa Maria,
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STOECKER, W. F.; JABARDO, J. W. Refrigeração e ar-condicionado. São Paulo: Blucher, 2018.
STOECKER, W. F.; JONES, J. W. Refrigeração industrial. Rio de Janeiro: McGraw Hill, 2002.
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/25857/1/HeitorBrenoSilvaBezerra_DISSERT.pdf
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/25857/1/HeitorBrenoSilvaBezerra_DISSERT.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=VHrfwDax3GA&t=99s