ATIVIDADE 3 - EMEC - MÁQUINAS TÉRMICAS

Prévia do material em texto

Segundo a Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos 
Automotores (ANFAVEA), o número de carros produzidos no Brasil 
aumentou consideravelmente nos últimos 10 anos. Devido ao clima do 
Brasil, uma parcela significativa dos carros vendidos estão equipados com 
sistemas de condicionamento de ar. Além disso, o transporte refrigerado 
de cargas refrigeradas tem elevada importância econômica e busca suprir 
as necessidades de diferentes mercados dentros das diretrizes de 
qualidade e segurança alimentar. 
 
O sistema de climatização para aplicações automotivas tem 
caracteristicas particulares e varia de acordo com vários fatores. No 
entanto, o sistema de climatização deve ser projetado para funcionar 
sob as mais diversas condições e propiciar o conforto térmico com o 
menor consumo de energia. 
 
Carta 431 da ANFAVEA. ANFAVEA. Disponível em: < 
https://anfavea.com.br/cartas/carta431.pdf >. Acesso em: 01/05/2022. 
 
a) De forma a entender melhor o projeto do sistema de climatização veicular, 
faça uma pesquisa sobre como é realizado o estudo do conforto térmico, 
carga térmica e dimensionamento do sistema de climatização de veículos 
automotivos. Após a sua pesquisa, faça um breve resumo das informações 
que você encontrou. Deixe as informações de forma organizada e deixe 
indicado as citações e referências utilizadas. 
 
Sistema de ar condicionado automotivo 
Foi a partir de 1980 que o ar condicionado no carro tornou-se mais acessível 
aos proprietários de automóveis e saiu da lista de itens de luxo. Da década de 
80 para cá, o sistema de ar condicionado evoluiu, dando origem a quatro tipos 
de ar condicionado veicular, como mostraremos a seguir. 
Ar condicionado analógico 
É o modelo mais comum de sistema de ar condicionado automotivo. A 
escolha da temperatura é manual e você tem botões rotatórios que rumam à 
parte azul (frio) ou vermelha (quente). Neste sistema, o botão de números 
aponta a intensidade que o aparelho funcionará. A temperatura é escolhida, em 
modelo de escala, pelo usuário. Também é definida a velocidade do ventilador 
e há necessidade de operar a circulação do ar. 
 
Status:ABERTO 
 
 
 
ATIVIDADE 3 - EMEC - MÁQUINAS TÉRMICAS - 52/2022 
http://www.cemeq.ufg.br/n/103153-a-historia-do-ar-condicionado
Ar condicionado com controle automático 
Com esse modelo de ar condicionado no carro você não precisa mudar a 
temperatura. Ele é analógico, porém há controle automático. Os botões 
continuam giratórios, mas por ser um sistema diferente do primeiro, ele se 
ajusta conforme à necessidade. 
Ar condicionado digital 
Esse aparelho é totalmente digital. O usuário deste sistema de ar condicionado 
automotivo controla os botões com as informações em uma tela. Alguns 
modelos têm tela touch, um sistema sensível ao toque e que garante maior 
precisão na escolha da temperatura. 
Ar condicionado digital automático 
O que diferencia nesse tipo de ar são os sensores, eles mantém a temperatura 
interna do veículo de acordo com a escolha do condutor do automóvel. Assim, 
o sistema atende o desejo dos passageiros e evita que o usuário tenha que 
ajustar o ar. Este modelo vem de fábrica em alguns veículos mais 
tecnológicos e, com isso, agrega mais valor ao automóvel. 
Como funciona o ar condicionado do carro? 
A resposta de como funciona o ar condicionado do carro gira em torno de uma 
central elétrica em boas condições, já que ela acopla a embreagem do ar 
condicionado. Além dela, mangueiras, conectores e tubos são essenciais para 
o dispositivo. 
Caso você tenha mais dúvidas de como funciona o ar condicionado automotivo, 
você deve pedir orientação a um mecânico de sua confiança. Ele poderá ajudar 
com outras informações e especificações técnicas. 
Ar condicionado no carro: problemas mais comuns 
Veja agora os problemas mais comuns do ar condicionado automotivo: 
Problemas no compressor 
O ar condicionado no carro pode não resfriar por problemas no compressor e, 
para resolver o problema, você deve lubrificar a peça várias vezes. Se, mesmo 
que por pouco tempo, o equipamento não estiver lubrificado, você pode ter 
esse tipo de problema. 
Falhas elétricas 
 
Os problemas mais comuns que podem ser encontrados em um sistema de ar 
condicionado automotivo têm a ver com falhas elétricas, bateria arriada ou falta 
de lubrificação no compressor. 
Outro problema comum no sistema de ar condicionado automotivo são as 
falhas elétricas. Nesse caso, os ventiladores não funcionam da forma 
adequada, apenas ventilando e não expelindo os ares pelas saídas. Nesse 
processo, o ar não gela em todo o automóvel e sobrecarrega o sistema. 
Bateria arriada 
Para todos os sistemas elétricos e eletrônicos do automóvel funcionarem, é 
preciso de uma boa bateria. E se a peça não for de boa qualidade e estiver 
arriada, o sistema de ar condicionado automotivo não gela. Então, faça o teste 
da sua bateria para ver a eficiência da peça e garantir o conforto em seu carro. 
Importância da higienização do ar condicionado automotivo 
A importância da higienização do ar condicionado automotivo vai além do 
conforto. Quando você cuida deste sistema, trocando seu filtro, por exemplo, 
está evitando desgaste da peça, mau cheiro no automóvel e dificuldade no 
sistema de ventilação. 
Portanto, troque o filtro para fazer a limpeza do ar condicionado. Como o 
próprio nome diz, este item filtra as impurezas do ar e bloqueia a entrada de 
maus odores no veículo. Para garantir uma limpeza eficiente, leve o automóvel 
ao mecânico. Ele utilizará equipamentos e produtos especiais para remover o 
pó e proteger o seu carro contra fungos e bactérias. 
Interação com a parte elétrica do carro 
Agora que você já sabe como funciona o ar condicionado automotivo, preste 
atenção também na bateria automotiva. Não se esqueça que a peça é a 
grande responsável pela eficiência do ar condicionado. É ela quem fornece 
a energia necessária para o dispositivo funcionar. 
Para conhecer as melhores baterias para o seu sistema de ar condicionado 
automotivo, confira os produtos da Moura. A empresa oferece a tecnologia 
que você precisa para usar todos os dispositivos elétricos e eletrônicos do seu 
automóvel sem maiores preocupações. 
https://www.moura.com.br/blog/sistema-de-ar-condicionado-automotivo/ 
b) Quais são os fatores que devem ser considerados para avaliar o conforto 
térmico veicular e dimensionar o sistema de climatização veicular? 
 
O conforto térmico é a condição global de uma pessoa na qual ela não prefira 
sentir nem mais calor, e nem mais frio; ou seja, é um estado total de bem-estar 
físico e mental que expressa satisfação com o ambiente térmico ao seu redor. 
O conforto térmico está relacionado diretamente com as condições físicas, 
mentais e psicológicas, de bem-estar do trabalhador, tais condições, são as 
combinações de fatores ambientais (temperatura radiante média, umidade 
relativa, temperatura do ambiente e velocidade relativa do ar) e de fatores 
pessoais 
https://www.moura.com.br/blog/sistema-de-ar-condicionado-automotivo/moura.com/blog/pane-eletrica/
https://www.moura.com.br/blog/sistema-de-ar-condicionado-automotivo/moura.com/blog/bateria-arriada/
https://www.moura.com.br/blog/sistema-de-ar-condicionado-automotivo/moura.com/blog/teste-de-bateria/
https://www.moura.com.br/blog/sistema-de-ar-condicionado-automotivo/moura.com/blog/teste-de-bateria/
https://www.moura.com.br/blog/sistema-de-ar-condicionado-automotivo/moura.com/produtos/baterias-para-veiculos-leves/
A ISO/TS 145051 (2007) apresenta de maneira geral os princípios e métodos 
de avaliação do stress térmico, direcionando-os de acordo com os efeitos 
produzidos pelas condições térmicas internas dos veículos, sejam eles: stress 
por calor (heat stress), stress pelo frio (cold stress) ou desconforto térmico 
(thermal discomfort). 
Segundo esta norma, o ambiente térmico no interior de veículos é determinado 
tanto pelas condições climáticas externas como pela qualidade e capacidade 
do seu sistema de aquecimento,ventilação e refrigeração (HVAC-system) 
em reduzir os efeitos negativos provocados por climas externos desfavoráveis, 
de modo a manter o ambiente termicamente confortável. 
O mau funcionamento desse sistema provavelmente provocará um 
desequilíbrio entre as trocas de calor do indivíduo com as div 
ersas superfícies e componentes da cabine, elevando, assim, o nível de stress 
térmico. Tal nível pode chegar a um patamar intolerável e até mesmo provocar 
o surgimento de lesões.Em ambientes quentes, o stress térmico é determinado 
por condições climáticas sob as quais a perda de calor é muito baixa em 
relação à necessária para manter o equilíbrio térmico. Ou seja, é provocado por 
um armazenamento de calor que sobrecarrega os esforços fisiológicos 
do corpo humano 
 
c) Um ciclo de refrigeração é baseado em etapas, sendo cada etapa 
composta por um componente principal. Descreva os componentes 
principais de um ciclo de refrigeração por compressão a vapor, destacando 
a importância e função de cada componente. 
 
A compressão de vapor usa um fluido refrigerante líquido circulante como 
meio (geralmente R134a ) que absorve e remove o calor do espaço a ser 
resfriado e subsequentemente rejeita esse calor em outro local. 
O sistema típico de compressão de vapor consiste em quatro componentes: 
• Compressor 
• Condensador 
• Válvula de expansão (também chamada de válvula do acelerador) 
• Evaporador 
Em um ciclo ideal de compressão de vapor, o sistema que executa o ciclo 
passa por uma série de quatro processos: um processo isentrópico (adiabático 
reversível), um processo de estrangulamento alternado com dois processos 
isobáricos: 
• Compressão isentrópica (compressão no compressor de pistão) – Um 
refrigerante em circulação, como o R134a, entra no compressor como 
vapor de baixa pressão, ou um pouco abaixo da temperatura no interior 
do refrigerador. O meio gasoso é comprimido adiabaticamente do estado 
1 ao estado 2 pelo compressor de pistão (ou por bombas centrífugas) a 
uma pressão e temperatura relativamente altas. O ambiente trabalha 
com o gás, aumentando sua energia interna (temperatura) e 
comprimindo-o (aumentando sua pressão). Por outro lado, a entropia 
permanece inalterada. O trabalho necessário para o compressor é dado 
por W C = H 2 – H 1 . 
https://www.thermal-engineering.org/pt-br/o-que-e-processo-isentropico-definicao/
• Rejeição de calor isobárica (em um condensador) – O vapor 
superaquecido viaja sob pressão através de bobinas ou tubos que 
compõem o condensador. Nesta fase, o refrigerante passa pelo 
condensador, onde o refrigerante condensa e há transferência de calor 
do refrigerante para o ambiente mais frio. O calor rejeitado líquida é 
dada por Q re = H 3 – H 2 . Quando o refrigerante sai do condensador, ele 
ainda está sob pressão, mas agora está apenas ligeiramente acima da 
temperatura ambiente. 
• Processo isentálico (expansão em uma válvula de expansão) – O 
refrigerante no estado 3 entra na válvula de expansão e se expande 
para a pressão do evaporador. Esse processo geralmente é modelado 
como um processo de limitação para o qual a entalpia permanece 
constante. H 4 = H 3 . A diminuição repentina da pressão resulta na 
evaporação do flash do tipo explosivo de uma porção (normalmente 
cerca de metade) do líquido. O calor latente absorvido por essa 
evaporação é extraído principalmente do refrigerante líquido ainda 
adjacente, um fenômeno conhecido como auto-refrigeração . 
• Adição de calor isobárico ( em um evaporador ) – O refrigerante frio e 
parcialmente vaporizado continua através das bobinas ou tubos da 
unidade do evaporador. Nesta fase (entre o estado 4 e o estado 1), há 
uma transferência de calor de pressão constante para o meio líquido a 
partir de uma fonte externa, uma vez que a câmara está aberta para fluir 
para dentro e para fora. À medida que o refrigerante passa pelo 
evaporador, a transferência de calor do espaço refrigerado resulta na 
vaporização do refrigerante. O calor líquido adicionado é dado 
por Q add = H 1 – H 4 
Durante um ciclo de compressão de vapor, o trabalho é feito no fluido pelas 
bombas entre os estados 1 e 2 ( compressão isentrópica ). Não há trabalho 
realizado pelo fluido, pois entre os estágios 3 e 4 o processo é isentálico. O 
fluido de trabalho em um ciclo de compressão de vapor segue um circuito 
fechado e é reutilizado constantemente. 
 
 
https://www.thermal-engineering.org/pt-br/o-que-e-o-processo-isobarico-definicao/
https://www.thermal-engineering.org/pt-br/o-que-e-processo-de-estrangulamento-processo-isentalpico-definicao/
https://www.thermal-engineering.org/pt-br/o-que-e-o-processo-isobarico-definicao/