Trabalho Compressores

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Faculdade Pitágoras – Unidade Betim / MG 
 
Termodinâmica I 
Professora: Giselle Aline dos Santos Gonçalves 
 
 
Engenharia. Química – 6º Período 
 
 
 
 
 
 
 
Compressores 
 
 
 
 
 
 
Alexandre Gomes da Silva Santos 
Antônio Augusto Freitas Fonseca 
Claudio Alves de Souza 
Denise F. da Silva Soares Rocha 
Denise Helena Bragança 
Heyder 
Mauricio Donizeti da Silva Miranda 
Taís Cristina da Silva 
Viviana da Silva Ferreira 
 
 
 
 
 
 
 
Betim, 21 de Novembro de 2012 
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Compressores 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado para a obtenção 
de nota parcial na disciplina 
Termodinâmica I ministrada pela 
professora Giselle Aline dos Santos 
Gonçalves na Faculdade Pitágoras 
campus Betim. 
 
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Sumário 
1. Histórico ......................................................................................................................................... 4 
2. Introdução ....................................................................................................................................... 7 
3. Justificativa ...................................................................................................................................... 7 
4. Objetivo ........................................................................................................................................... 7 
5. Sistemas de refrigeração ..................................................................................................................... 8 
5.1 Classificações da Refrigeração ...................................................................................................... 8 
5.2 Sistemas de Compressão Mecânica de Vapor (CMV) ................................................................... 9 
5.3 Sistemas de Refrigeração por Absorção...................................................................................... 12 
5.4 Refrigerações Termoelétricas ..................................................................................................... 13 
5.5 Climatizações Evaporativas ......................................................................................................... 15 
5.5.1 Princípio de funcionamento: ................................................................................................ 16 
6. Classificação e tipos de compressores .............................................................................................. 18 
6.1 Quanto à aplicação: ..................................................................................................................... 18 
6.2 Quanto ao princípio construtivo: ................................................................................................ 18 
6.3 Quanto ao funcionamento: ......................................................................................................... 18 
7. Principio de funcionamento de compressores alternativos ............................................................. 19 
7.1 - Ciclo de compressão ................................................................................................................. 19 
7.2 Acionamento ............................................................................................................................... 20 
7.3 A Disposição dos cilindros ........................................................................................................... 21 
7.4 Numero de estágios .................................................................................................................... 21 
7.5 Componentes de um compressor alternativo ............................................................................ 21 
7.6 Sistema de Lubrificação ............................................................................................................... 24 
7.7 Sistema de Arrefecimento ........................................................................................................... 25 
7.8 Elementos de controle ................................................................................................................ 26 
8. Compressor Parafuso ........................................................................................................................ 28 
8.1 Princípios de Operação. .............................................................................................................. 29 
8.2 Razão entre Volumes .................................................................................................................. 35 
9. Compressores de Palhetas (Rotativos) .............................................................................................. 39 
10. Centrífugo ........................................................................................................................................ 41 
11. Compressores Scroll ........................................................................................................................ 45 
12. Fluidos Refrigerantes e a Camada de Ozônio. ................................................................................ 47 
13. Conclusão ........................................................................................................................................ 48 
14. Referencias Bibliográficas ............................................................................................................... 49 
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1. Histórico 
• Primeira aplicação: certamente, na pré-história, para avivar as brasas de uma 
fogueira. 
• Primeiro compressor: os pulmões humanos, 100 l/min e pressão de 0,02 a0, 
08 bar em valores médios. 
• Encontra aplicação até nos dias de hoje. 
• Por volta de 3.000 AC, quando o homem começou a trabalhar com metais 
esse compressor se mostrou ineficiente. Usou-se o vento como fonte de ar. 
• No Egito, em 1.500 AC, foram introduzidos os foles acionados com os pés ou 
com as mãos. 
• Os foles manuais permaneceram em uso por mais de 2.000 anos. A figura 1 
mostra um fole de 1530, usado para a ventilação de minas. 
 
Figura 1 Ilustração de utilização de foles manuais no Egito antigo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• Em 1762 John Smeaton registra a patente de um compressor acionado por 
uma roda d’água (vide figura 2). 
• Aperfeiçoamento com a invenção de John Wilkinson, a máquina de broquear. 
• O desenvolvimento dos compressores possibilitou o incremento do 
processamento de minérios e da produção dos metais. 
 
Figura 2 Compressor de John Smeaton 
• Em 1857 foi feita a primeira experiência de sucesso no transporte de energia 
por meio de ar comprimido, na construção do túnel MontCenis, nos Alpes 
Suíços. 
• Em Paris, no ano de 1888 entra em operação a primeira planta de distribuição 
de ar comprimido (vide figura 3). O ar comprimido era usado desde o 
acionamento de geradores e relógios até distribuição de cerveja. 
Figura 3 Rede de distribuição de ar comprimido na França 
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A técnica de construção e de materiais foi se desenvolvendo, a figura 4, 
mostra um compressor de ar alternativo, resfriado a água, de duplo efeito e 
duplo estágio, fabricação Mannesmann, de 1935. 
• O escoamento e aumento de pressão de fluidos compressíveis se torna 
possível por máquinas como os compressores, ejetores, ventiladores, 
sopradores e bombas de vácuo. 
 
Figura 4 Desenho de um compressor alternativo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Introdução 
O compressor é um equipamento concebido para aumentar a pressão de um fluido 
em estadogasoso (ar, vapor de água, hidrogênio etc.) e armazená-la em 
reservatórios próprios para que esta pressão possa ser utilizada para diversos 
trabalhos. Possui o mesmo princípio de funcionamento que as bombas e as 
diferenças entre eles são decorrentes das diferenças existentes nas propriedades 
dos líquidos (incompressíveis, mais densos) e dos gases (compressíveis menos 
densos). Em uma visão mais voltada a prática destes equipamentos, compressores 
são máquinas operatrizes que transformam trabalho mecânico em energia 
comunicada a um gás, preponderantemente sob forma de energia de pressão. 
Graças a essa energia de pressão que adquire, isto é, à pressurização, o gás pode: 
 Deslocar-se a longas distancias em tubulações; 
 Ser armazenado em reservatórios para ser usado quando necessário, isto é, 
acumulo de energia; 
 Realizar trabalho mecânico, atuando sobre dispositivos, equipamentos e 
máquinas motrizes (motores a ar comprimido, por exemplo). 
Nesse trabalho de pesquisa abordaremos os compressores de refrigeração que são 
máquinas desenvolvidas por certos fabricantes com vistas a essa aplicação. Operam 
com fluidos bastante específicos e em condições de sucção e descarga pouco 
variáveis, possibilitando a produção em série e até mesmo o fornecimento incluindo 
todos os demais equipamentos do sistema de refrigeração. 
3. Justificativa 
A atividade de pesquisa visa o crescimento acadêmico o conhecimento dos 
sistemas de refrigeração usuais, aplicando conhecimentos termodinâmicos, 
conhecendo tipos de compressores e suas funcionalidades industriais. 
4. Objetivo 
 Conhecer aplicações de cálculos termodinâmicos nos sistemas de 
refrigeração; 
 Tipos de compressores, principio de funcionamento e aplicações; 
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5. Sistemas de refrigeração 
5.1 Classificações da Refrigeração 
A área de refrigeração cresceu de tal maneira no último século que acabou por 
ocupar os mais diversos campos. Para conveniência de estudos, as aplicações da 
refrigeração podem ser classificadas dentro das seguintes categorias: doméstica, 
comercial, industrial, para transporte e para condicionamento de ar. A refrigeração 
doméstica abrange principalmente a fabricação de refrigeradores de uso doméstico 
e de freezers. A capacidade dos refrigeradores domésticos varia muito, com 
temperaturas na faixa de -8°C a -18°C (no compartimento de congelados) e +2°C a 
+7°C (no compartimento dos produtos resfriados). 
A refrigeração comercial abrange os refrigeradores especiais ou de grande porte 
usados em restaurantes, sorveterias, bares, açougues, laboratórios, etc. As 
temperaturas de congelamento e estocagem situam-se, geralmente, entre -5°C a -
30°C. 
Como regra geral, os equipamentos industriais são maiores que os comerciais(em 
tamanho) e têm como característica marcante o fato de requererem um operador de 
serviço. 
São aplicações típicas industriais as fábricas de gelo, grandes instalações de 
empacotamento de gêneros alimentícios (carnes, peixes, aves), cervejarias, fábricas 
de laticínios, de processamento de bebidas concentradas e outras. 
A refrigeração marítima refere-se à refrigeração a bordo de embarcações e inclui, 
por exemplo, a refrigeração para barcos de pesca e para embarcações de transporte 
de cargas perecíveis. 
A refrigeração de transporte relaciona-se com equipamentos de refrigeração em 
caminhões e vagões ferroviários refrigerados. 
Como podemos observar, as aplicações da refrigeração são as mais variadas, 
sendo de certa forma bastante difícil estabelecer de forma precisa a fronteira de 
cada divisão. 
 
 
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5.2 Sistemas de Compressão Mecânica de Vapor (CMV) 
Pode-se entender a lógica de funcionamento dos principais sistemas de refrigeração 
atuais estudando o funcionamento de um refrigerador doméstico comum, também 
conhecido como sistema de compressão mecânica de vapor. Na figura 5 temos um 
modelo simplificado de um refrigerador doméstico. 
 
Figura 5 Componentes de um refrigerador 
Ele funciona a partir da aplicação dos conceitos de calor e trabalho, utilizando-se de 
um fluido refrigerante. O fluido refrigerante, como dito anteriormente, é uma 
substância que, circulando dentro de um circuito fechado, é capaz de retirar calor de 
um meio enquanto se vaporiza a baixa pressão. Este fluido entra no evaporador a 
baixa pressão, na forma de mistura de líquido mais vapor e retira energia do meio 
interno refrigerado (energia dos alimentos) enquanto passa para o estado de vapor. 
O vapor entra no compressor onde é comprimido e bombeado, tornando-se vapor 
superaquecido e deslocando-se para o condensador, que tem a função de liberar a 
energia retirada dos alimentos e a resultante do trabalho de compressão para o meio 
exterior. O fluido, ao liberar energia, passa do estado de vapor superaquecido para 
líquido (condensação) e finalmente entra no dispositivo de expansão, onde tem 
suapressão reduzida, para novamente ingressar no evaporador e repetir-se assim o 
ciclo. Esse processo é ilustrado através da figura 6. 
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Figura 6 Esquema de um ciclo de refrigeração 
 
Os detalhes do funcionamento de uma geladeira são descrito a seguir: 
 
COMPRESSOR: sua principal função é succionar o fluido refrigerante a baixa 
pressão da linha de sucção e comprimi-lo em direção ao condensador a alta pressão 
e alta temperatura na fase gasosa (vapor super aquecido). Vide figura 7. 
 
Figura 7 Compressor 
CONDENSADOR: através do condensador e suas aletas, o fluido refrigerante 
proveniente do compressor a alta temperatura, efetua a troca térmica com o 
ambiente externo, liberando o calor absorvido no evaporador e no processo de 
compressão. Nesta fase, ocorre uma transformação de vapor superaquecido para 
líquido subresfriado a alta pressão (vide figura 8). 
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Figura 8 Condensador 
FILTRO SECADOR: exerce duas funções importantes: 
A primeira é reter partículas sólidas que em circulação no circuito, podem ocasionar 
obstrução ou danos à partes mecânicas do compressor. A segunda é absorver 
totalmente a umidade residual do circuito que porventura não tenha sido removida 
pelo processo de vácuo, evitando danos ao sistema como: formação de ácidos, 
corrosão, aumento das pressões e obstrução do tubo capilar por congelamento da 
umidade. Vide figura 9. 
 
Figura 9 Filtro secador 
 
TUBO CAPILAR: é um tubo de cobre com diâmetro reduzido que tem como função 
receber o fluido refrigerante do condensador e promover a perda de carga do fluido 
refrigerante separando os lados de alta e de baixa pressão. 
EVAPORADOR: recebe o fluido refrigerante proveniente do tubo capilar, no estado 
líquido a baixa pressão e baixa temperatura (veja figura 10). Nesta condição, o 
fluido evapora absorvendo o calor da superfície da tubulação do evaporador, 
ocorrendo a transformação de líquido subresfriado para vapor saturado abaixa 
pressão. Este efeito acarreta o abaixamento da temperatura do ambiente interno do 
refrigerador. 
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Figura 10 Evaporador 
 
De maneira similar funcionam também os grandes sistemas de refrigeração, como 
câmaras frigoríficas. O que difere os sistemas pequenos dos de grande porte é o 
número de unidades compressoras, evaporadoras, de expansão e condensadoras 
envolvidas, que nestes últimos podem ser múltiplos, bem como o sistema de 
controle, que pode alcançar elevada complexidade. 
 
5.3 Sistemas de Refrigeração por Absorção 
O ciclo frigorífico por absorção de amônia difere do ciclo por compressão de vapor 
na maneira pela qual a compressão é efetuada. No ciclo de absorção, o vapor de 
amônia a baixa pressão é absorvido pela água e a solução líquida é bombeada a 
uma pressão superior por umabomba de líquido. A figura 11 mostra um arranjo 
esquemático dos elementos essenciais deste ciclo. 
 
Figura 11 Ciclo de Refrigeração de absorção de amônia 
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O vapor de amônia a baixa pressão, que deixa o evaporador, entra no absorvedor 
onde é absorvido pela solução fraca de amônia. Esse processo ocorre a uma 
temperatura levemente acima daquela do meio e deve ser transferido calor ao meio 
durante esse processo. A solução forte de amônia é então bombeada através de um 
trocador de calor ao gerador (onde são mantidas uma alta pressão e uma alta 
temperatura). Sob essas condições, o vapor de amônia se separa da solução devido 
a da transferência de calor da fonte de alta temperatura. O vapor de amônia vai para 
o condensador, onde é condensado, como no sistema de compressão de vapor, e 
então se dirige para a válvula de expansão e para o evaporador. A solução fraca de 
amônia retorna ao absorvedor através do trocador de calor. 
A característica particular do sistema de absorção consiste em requerer um 
consumo muito pequeno de trabalho porque o processo de bombeamento envolve 
um líquido. Isso resulta do fato de que, para um processo reversível, em regime 
permanente e com variações desprezíveis de energia cinética e potenciais, o 
trabalho é igual a–v.(P2-P1) e o volume específico do líquido (v) é muito menor que 
o volume específico do vapor. Por outro lado, deve-se dispor de uma fonte térmica 
de temperatura relativamente alta (100 a 200 °C). O equipamento envolvido num 
sistema de absorção é um tanto maior que num sistema de compressão de vapor e 
pode ser justificado economicamente apenas nos casos onde é disponível uma fonte 
térmica adequada e que, de outro modo, seria desperdiçada. 
 
5.4 Refrigerações Termoelétricas 
Em 1821, Seebeck observou que, em um circuito fechado constituído por dois 
metais diferentes, uma corrente elétrica circula sempre que as junções sejam 
mantidas a temperaturas diferentes (vide figura 12). 
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Figura 12 Esquema observado por Seebeck 
Em 1834, Peltier observou o efeito inverso. Isto é, fazendo-se circular uma corrente 
elétrica na mesma direção da F.E.M. gerada pelo efeito Seebeck, verifica-se o 
resfriamento do ponto de junção, e vice-versa. 
Em 1857, Willian Tomphson (Lord Kelvin) descobriu que um condutor simples, 
submetido a um gradiente de temperatura sofre uma concentração de elétrons em 
uma de suas extremidades, e uma carência dos mesmos na outra. 
A aplicação da termoeletricidade se restringiu, durante muito tempo, quase que 
exclusivamente à mensuração de temperaturas através dos chamados termopares. 
As primeiras considerações objetivas a respeito da aplicação do efeito Peltier à 
refrigeração foram feitas pelo cientista alemão Alternkirch, que demonstrou que o 
material termoelétrico é qualitativamente bom quando apresenta um alto coeficiente 
Seebeck (ou poder termoelétrico), alta condutividade elétrica e uma baixa 
condutividade térmica. 
Infelizmente, até 1949, não existiam materiais termoelétricos adequados. A partir de 
1949, com o desenvolvimento da técnica dos semicondutores, que apresentam um 
coeficiente Seebeck bastante superior ao dos metais, é que a refrigeração termo 
elétrica tomou um grande impulso, permitindo criar maiores gradientes de 
temperaturas entre a fonte quente e a fonte fria. 
O refrigerador termoelétrico utiliza-se de dois materiais diferentes, como os pares 
termoelétricos convencionais. Há duas junções entre esses dois materiais em um 
refrigerador termoelétrico. Uma está localizada no espaço refrigerado e outra no 
meio ambiente. 
Quando uma diferença de potencial é aplicada, a temperatura da junção localizada 
no espaço refrigerado decresce e a temperatura da outra junção cresce. 
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Operando em regime permanente, haverá transmissão de calor do espaço 
refrigerado para a junção fria. A outra junção estará a uma temperatura acima da 
ambiente e haverá então a transmissão de calor para o local, conforme mostra a 
figura 13. 
 
 
Figura 13 Esquema de um sistema de refrigeração termoelétrica 
 
5.5 Climatizações Evaporativas 
O condicionamento de ar por resfriamento evaporativo é um método ambientalmente 
amigável e energeticamente eficiente, que utiliza água como fluido de trabalho e 
pode ser uma alternativa econômica aos sistemas convencionais de ar 
condicionado. 
A evaporação da água é um processo endotérmico, isto é, nesse processo retirasse 
muito calor do que quer que esteja em contato com ela. Um litro de água consome 
cerca de 580 kcal para evaporar à temperatura ambiente. 
No resfriamento evaporativo de ar, é o próprio ar que cede calor sensível para a 
água evaporar, tendo assim a sua temperatura reduzida. Além disso, o resfriamento 
evaporativo é um processo adiabático, ou seja, não rejeita calor para o ambiente 
porque calor sensível é trocado apenas por calor latente, por esse motivo é 
chamado também de resfriamento adiabático. 
A humanidade observando a natureza, já utiliza o processo de resfriamento 
evaporativo desde a antiguidade. Panos molhados pendurados nas janelas na 
direção dos ventos predominantes e chafarizes em pátios fechados são alguns dos 
recursos utilizados há milhares de anos para criar um clima agradável, usando o 
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processo de resfriamento evaporativo. O corpo humano em dias de calor controla a 
temperatura eliminando milhares de gotículas de água pelos poros, que ao 
evaporarem resfriam o corpo. Animais que tem pouca superfície de pele exposta, 
por estar ela coberta por pelos ou penas, utilizam a grande superfície interna dos 
pulmões para evaporar água e resfriar o corpo, é por isso que em dias quentes, 
cachorros, galinhas e outros bichos respiram rapidamente, assim evaporam mais 
água e conseguem reduzir a sua temperatura interna. 
Outro exemplo muito usado, como já foi dito, é a moringa de barro para guardar 
água potável, onde a evaporação pela parede porosa, mantém a água da moringa 
fresca o dia todo. 
 
5.5.1 Princípio de funcionamento: 
O climatizador de ar possui um ventilador que força o ar externo através de um 
painel evaporativo, sobre o qual a água circula continuamente pela ação de uma 
bomba. O esquema básico pode ser verificado na figura 14. 
Nesta passagem do ar pelo painel, há a troca de calor entre a água e o ar. A água 
que evapora garante uma maior umidade do ar resfriado e é reposta por uma bóia 
que mantém o nível do reservatório constante. Tal processo garante uma perda de 
temperatura de até 12ºC. Porém, o aparelho possui algumas condições para um 
bom funcionamento. 
A troca contínua do ar ambiente por ar resfriado é fundamental para manter as 
condições de conforto térmico no ambiente. A recirculação do ar já resfriado não é 
interessante em questões de resfriamento já que com o aumento da umidade do ar, 
a diminuição de temperatura será menor. Esta característica faz com que o aparelho 
possa ser usado com portas abertas sem prejudicar o conforto térmico assim como o 
funcionamento do aparelho. 
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Figura 14 Climatizador 
Como citado, o resfriamento oferecido pelo climatizador por evaporação depende 
juntamente da umidade relativa do ar, tendo uma relação inversamente proporcional. 
Isto é, quanto menor a umidade relativa do ar, maior é o resfriamento obtido pelo 
aparelho, conforme podemos verificar na tabela a seguir: 
Temperatura de 
entrada 
25°C 32°C 37°C 
Umidade Relativa Redução de temperatura 
30% 8,5°C 9,5°C 12°C 
40% 7,0°C 8,0°C 8,5°C 
50% 5,5°C 6,5°C 7,0°C 
75% 2,5°C 2,5°C 3,0°C 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. Classificação e tipos de compressores 
6.1 Quanto à aplicação: 
 Compressoresde ar para serviços ordinários; 
 Compressores de ar para serviços industriais; 
 Compressores de gases ou de processos; 
 Compressores para instalações de refrigeração; 
 Compressores para vácuo. 
Cada um desses equipamentos tem características próprias que atendem uma 
determinada aplicação específica. 
 
6.2 Quanto ao princípio construtivo: 
 
 Compressores volumétricos, também de chamados de deslocamento 
positivo; 
 Compressores dinâmicos ou turbo compressores. 
Nos primeiros a elevação da pressão é conseguida por meio da redução do volume 
ocupado pelo fluido. Já no segundo caso a elevação da pressão é obtida pela 
transformação da energia cinética do gás, que foi acelerado pelo impelidor (ou 
rotor), em energia de pressão, quando o gás passa por elemento interno 
denominado difusor. 
 
6.3 Quanto ao funcionamento: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Alternativos 
 
 Volumétricos 
 Palhetas 
 Rotativos Parafusos 
 Lóbulos 
Compressores 
 
 Centrífugos ( Trajetória Radial ) 
 
 Dinâmicos Axiais ( Trajetória Axial ) 
 
 Ejetores 
 
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7. Principio de funcionamento de compressores alternativos 
Compressores são utilizados para proporcionar a elevação da pressão de um gás ou 
escoamento gasoso. Os compressores alternativos são compressores volumétricos 
que conseguem a elevação 
de pressão através da redução do volume de uma câmara (cilindro) ocupada pelo 
gás. Utiliza um sistema biela-manivela para converter o movimento rotativo de um 
eixo em movimento de translação. Assim, cada rotação do acionador, o pistão efetua 
um percurso de ida e outro de vinda na direção do cabeçote, caracterizando o ciclo 
de operação. O funcionamento do compressor alternativo está intimamente 
associado ao comportamento das válvulas. Elas possuem um elemento móvel 
(obturador) que funciona como um diafragma, comparando as pressões interna e 
externa do cilindro. O obturador da válvula de sucção se abre (para dentro do 
cilindro) quando a pressão na tubulação de sucção supera a pressão interna do 
cilindro, e se mantém fechado em caso contrário. O obturador da válvula de 
descarga se abre (para fora do cilindro) quando a pressão interna supera a pressão 
na tubulação de descarga, e se mantém fechado na situação inversa. 
 
7.1 - Ciclo de compressão 
ADMISSÃO: o pistão se movimenta em sentido contrário ao cabeçote, fazendo com 
que haja uma tendência de depressão no interior do cilindro que propicia a abertura 
da válvula de sucção. Logo o ar é aspirado. 
COMPRESSÃO: ao inverter-se o sentido de movimentação do pistão, a válvula de 
sucção se fecha e o ar é comprimido até que a pressão interna do cilindro seja 
suficiente para abrir a válvula de descarga. 
DESCARGA: quando a válvula de descarga se abre, a movimentação do pistão faz 
com que o ar seja expulso do interior do cilindro. Essa situação dura até que o pistão 
encerre o seu movimento no sentido do cabeçote. 
EXPANSÃO: a válvula de descarga se fecha e quando a pressão interna cair o 
suficiente, a válvula de admissão se abrirá. O momento em que as duas válvulas 
estão fechadas e o pistão se movimenta para baixo é denominado expansão. 
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Figura 15 Ciclo de compressão 
 
7.2 Acionamento 
Os Compressores estacionários são geralmente acionados por motores elétricos 
enquanto que motores de combustão predominam para o acionamento de 
compressores portáteis. Motores a Diesel são adequados para toda a gama de 
potência e motores a gasolina até cerca de 20 kW. 
Turbinas a vapor e a gás são também algumas vezes usadas com compressores 
estacionários. Quando o acionamento é feito por motor elétrico, é requerida uma 
margem de potência de 10 a 15 %, para prevenir contra queda de voltagem e etc. 
Não é econômico usar-se uma grande margem já que a eficiência e o fator de 
potência serão muito baixos. Motores de combustão são também selecionados com 
uma margem de potência semelhante para permitir operações em altitudes 
moderadas e sob temperaturas ambientes acima do normal. Arranjo de 
acionamento: Acionamento com correias em V. Do ponto de vista construtivo de 
maneira geral, o compressor em questão tem uma ponta de eixo externa, ou seja, 
necessita de motor (elétrico ou de combustão interna) externo para virar o volante, 
que através de uma interligação por correias e polias faz-se o acionamento do 
compressor. Foi basicamente o primeiro a surgir na história da evolução dos 
compressores. 
 
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7.3 A Disposição dos cilindros 
A disposição desses cilindros poderá ser em “V”, em linha, opostos, em estrela, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
7.4 Numero de estágios 
A fim de limitar o aumento de temperatura e melhorar a eficiência de compressão, 
esta é normalmente levada a efeito em vários estágios, com o gás sendo resfriado 
entre cada estágio. Também se consegue que aumenta a eficiência volumétrica 
conforme a relação de compressão do primeiro estágio seja reduzida. 
 
 
 
 
 
 
 
7.5 Componentes de um compressor alternativo 
A Cárter: tem a função de proteger as partes móveis do compressor (eixo, mancais, 
biela, etc.) e serve também como reservatório de óleo lubrificante. 
Virabrequim (eixo de manivelas): um eixo com seções defasadas em relação ao 
centro são nessas seções de eixo defasadas que são montadas as bielas que por 
Figura 16 Disposição de cilindros 
Figura 17 Estágios 
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sua vez são o elo entre os pistões que por sua vez estão montados dentro dos 
cilindros. O virabrequim tem a função de transformar o movimento alternativo de 
sobe e desce dos pistões em movimento de rotação. 
Biela: é o componente responsável por transmitir a força recebida pelo pistão e 
repassar à árvore de manivelas ou virabrequim. Com a exclusiva função de inverter 
o sentido de movimento, pois ligada ao pistão através de um pino a biela sobe e 
desce e ligada ao virabrequim, preso com uma capa entre bronzinas, a biela 
transmite a força em forma de movimento rotativo ou circular. 
Pistão: é uma peça cilíndrica, normalmente, fabricado de materiais diversos tais 
como ferro fundido cinzento ou nodular, alumínio ou aço, que se move 
longitudinalmente no interior do cilindro. 
Pino do pistão: é o órgão que serve de articulação entre biela e o pistão. Consiste 
em um pino vazado de aço tratado termicamente. 
Anéis de segmento: Os anéis de compressão - tem a função impedir a passagem 
dos gases para o interior do cárter. 
Os anéis raspadores - tem as funções de auxiliar o anel de compressão como 
também de raspar o excesso de óleo da parede do cilindro. 
Os anéis de óleo - tem a função de descarregar todo excesso de óleo lançado pelo 
anel raspador para o interior do cárter. 
Cilindros: São largos furos arredondados feitos através da carcaça. Os pistões se 
ajustam nos cilindros, são ligeiramente mais largos que os pistões, para estes 
deslizarem livremente. É o local onde ocorre a compressão dos gases. 
Placa de válvulas: é o suporte de válvulas, de palhetas que fica montado entre o 
bloco de cilindro do compressor e o cabeçote. Sua principal função é permitir uma 
montagem das palhetas e facilitar o acesso para o manuseio, bem como a retenção 
e pressão dos gases sobre o pistão, o qual garante um desempenho com segurança 
e eficiência. 
Volante: a função do volante é ligar a correia do motor que está separado do 
compressor. 
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Anel elástico: é um elemento usado para impedir o deslocamento axial do pino. 
Conhecido também por anel de retenção, de trava ou de segurança. 
Chaveta: permite a transmissão de movimento do eixo às polias. Aplicada em 
uniõesde órgãos que transmitem movimentos não só rotativos como também 
retilíneos alternativos. 
Retentor: é o elemento de vedação hermética do compressor, entre a árvore e o 
bloco. Sua função é impedir a fuga do refrigerante por esta parte, quando existir 
pressão positiva no cárter, e evitar entrada de ar no sistema, quando a instalação 
está em vácuo, permitindo o movimento livre da árvore. 
Juntas de vedação: são elementos destinados a proteger máquinas ou 
equipamentos contra a saída de líquidos e gases, e a entrada de sujeira ou pó. 
Rolamento de agulhas: utilizado para evitar atrito entre o conjunto pino do pistão 
biela. 
Correia: transmite potência do eixo do motor para eixo de manivelas. 
Reservatório de Ar: normalmente, uma instalação de compressores é equipada 
com um ou mais reservatórios de ar. Estes são dimensionados para satisfazer a 
capacidade do compressor, o sistema de regulação, a pressão de trabalho e as 
variações esperadas no consumo de ar. O Reservatório de ar serve para: 
a) Armazenar ar comprimido; 
b) Aumentar o resfriamento e coletar possível condensado residual; 
c) Atenuar as variações de pressão na linha. 
Os reservatórios de ar devem ser projetados e dimensionados de acordo com as 
exigências das autoridades locais (normas de vasos de pressão em vigor – NR-13). 
Válvulas: são componentes mais delicados e o bom funcionamento é muito 
importante para os compressores alternativos. Uma ou mais válvulas de sucção e 
uma ou mais válvulas de descarga. Estas válvulas regulam o fluxo de gás que entra 
e sai do cilindro. 
 
24 
 
Elementos básicos: 
• Obturador: elemento de vedação da válvula, cujas faces são submetidas às 
pressões interna e externa ao cilindro. 
• Sede: parte da válvula na qual o obturador se apoia para efetuar o bloqueio do 
gás. 
• Encosto: elemento estrutural cuja finalidade é limitar o curso do obturador na 
condição de abertura completa da válvula. 
• Mola: tem como função regular movimento do obturador, atenuando os choques na 
abertura e fechamento da válvula, devido à resistência gradual que oferece à 
contração. 
 
Figura 18 Atuação da mola 
 
Figura 19 Detalhes de um compressor alternativo 
 
7.6 Sistema de Lubrificação 
Como existe movimento e atrito é necessária a lubrificação das partes móveis para 
garantir o funcionamento do compressor. O compressor possui uma bomba de óleo 
acionada pelo próprio virabrequim. Essa bomba aspira o óleo do cárter do 
25 
 
compressor e o distribui por todo o compressor. Através de canais internos, o óleo 
percorre o virabrequim lubrificando seus colos e as bronzinas, por canais internos 
das bielas o óleo sobe e lubrifica a parte superior do compressor (os pistões, 
camisas, etc.). 
 
7.7 Sistema de Arrefecimento 
Os compressores alternativos são dotados de um sistema de arrefecimento que 
consiste, no caso mais geral, na circulação forçada de água através das camisas 
que envolvem a câmara de compressão. No processo a ar, o resfriamento consiste 
em fazer circular o ar natural pelas aletas do bloco. 
 
 
 
Figura 20 Ciclo completo 
 
Figura 21 Movimento do pistão 
26 
 
 
Figura 22 Movimento do pistão 
 
7.8 Elementos de controle 
Filtros de ar. 
Os filtros devem: 
a) Ter alta eficiência de separação – boa retenção das partículas sem perda de 
outras propriedades; 
b) Boa capacidade de acumulação – uma boa capacidade aumenta os intervalos 
de manutenção. Compressor com resfriamento por Compressor com 
resfriamento a ar; 
c) Baixa resistência ao fluxo de ar – os filtros de óleo têm a maior queda de 
pressão -15 mbar. 
d) Construção robusta – têm de suportar as pulsações de ar, os mais usuais são 
os de papel e de labirinto. 
Manômetro diferencial: acessório de grande utilidade serve para medir a diferença 
de pressão entre a entrada e saída do filtro, indicando o momento da limpeza ou 
substituição do elemento filtrante. 
Válvula de Segurança: uma válvula de segurança deve sempre ser colocada no tubo 
de descarga, imediatamente após o compressor. Esta válvula deveria ser posta a 
operar quando é ultrapassada a pressão de descarga máxima permissível do 
compressor. 
27 
 
Válvula interruptora (Shut-off): a válvula interruptora (“shut-off”) deve ser do tipo que 
causa pequena queda de pressão. Os tipos recomendáveis são as válvulas de 
diafragma ou as válvulas de gaveta. Antes da válvula “shut-off” deve ser colocada 
uma válvula de segurança de modo que o compressor possa ser despressurizado 
depois de paralisado. Isto sempre deve ser feito antes das tampas de válvulas 
serem removidas para inspeção ou conserto das válvulas. 
Purgador (dreno): do tipo bóia, termodinâmico, eletrônico temporizado, eletrônico por 
sensor de nível ou manual, servem para drenar da linha de ar comprimido o 
condensado formado durante a trajetória do mesmo pela tubulação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
8. Compressor Parafuso 
Os compressores parafuso são hoje largamente usados em refrigeração industrial 
para a compressão de amônia e outros gases. Conceitualmente simples, a 
geometria dessas máquinas é de difícil visualização, e muitas pessoas utilizam os 
compressores parafuso, tendo somente uma vaga ideia de como eles realmente 
operam. Uma compreensão dos princípios básicos de sua operação irá contribuir 
para a sua correta utilização, evitando problemas e alcançando um melhor 
desempenho global da instalação (vide figura 23). 
Construção: um compressor parafuso típico, selado com óleo, é uma máquina de 
deslocamento positivo que possui dois rotores acoplados, montados em mancais 
para fixar suas posições na câmara de trabalho numa tolerância estreita em relação 
à cavidade cilíndrica. O rotor macho tem um perfil convexo, ao contrário do rotor 
fêmea, que possui um perfil côncavo. A forma básica dos rotores é semelhante à 
uma rosca sem-fim, com diferentes números de lóbulos nos rotores macho e fêmea. 
Frequentemente, os rotores macho têm 4 e os fêmeas 6. Alguns compressores com 
tecnologia mais recente possuem a configuração 5+7. Qualquer um dos dois rotores 
pode ser impulsionado pelo motor. Quando o rotor fêmea é acoplado ao motor com 
uma relação entre os lóbulos de 4+6, a capacidade é 50 % maior que o acoplamento 
feito no rotor macho, sob as mesmas condições. O torque é transferido diretamente 
de rotor para rotor e o sentido da rotação é fixo. O dispositivo de acionamento é 
geralmente conectado ao rotor macho, e este aciona o rotor fêmea por meio de uma 
película de óleo. 
 
Figura 23 Geometria básica de um compressor parafuso 
29 
 
 
O ciclo de operação possui três fases distintas: sucção, compressão e descarga 
Vedação. 
 Todos os compressores parafuso utilizados em refrigeração utilizam injeção de óleo 
na câmara de compressão para lubrificação, vedação e resfriamento. A vedação 
entre os diferentes níveis de pressão compreende uma estreita faixa entre o 
engrenamento dos rotores e a periferia dos mesmos na câmara de compressão. O 
óleo é injetado diretamente na câmara de compressão em uma quantidade 
suficiente, de forma a minimizar o vazamento e resfriar o gás. Posteriormente, este 
óleo é separado do gás em um separador de óleo. A utilização da quantidade 
adequada de óleo permite que este absorva a maioria do calor proveniente da 
compressão, fazendo com que a temperatura de descarga seja baixa, mesmo 
quando a razão de compressão for alta. Por exemplo, operando numa razão de 
compressão 20:1 em simples estágio com amônia sem injeção de óleo, a 
temperatura de descarga pode chegar a 340ºC. Com o resfriamento de óleo,esta 
mesma temperatura não excede 90ºC. Entretanto, operando a 20:1 ou mesmo numa 
razão mais alta e em simples estágio, não há como superar a eficiência dos 
sistemas de duplo estágio, que não danificam o compressor. As instalações com 
sistema de duplo estágio são bastante comuns hoje em dia. 
8.1 Princípios de Operação. 
Um compressor parafuso pode ser descrito como uma máquina de deslocamento 
positivo com dispositivo de redução de volume. Esta ação é análoga à de um 
compressor alternativo. É útil referir-se ao processo equivalente efetuado por um 
compressor alternativo, para se entender melhor como funciona a compressão em 
um compressor parafuso. O gás é comprimido simplesmente pela rotação dos 
rotores acoplados. Este gás percorre o espaço entre os lóbulos enquanto é 
transferido axialmente da sucção para a descarga. 
Sucção 
Quando os rotores giram, os espaços entre os lóbulos se abrem e aumentam de 
volume. O gás então é succionado através da entrada e preenche o espaço entre os 
lóbulos. Quando os espaços entre os lóbulos alcançam o volume máximo, a entrada 
é fechada. 
30 
 
 
Figura 24 princípios de sucção 
Este processo é análogo à descida do pistão num compressor alternativo. 
O refrigerante admitido na sucção fica armazenado em duas cavidades helicoidais 
formadas pelos lóbulos e a câmara onde os rotores giram. O volume armazenado 
em ambos os lados e ao longo de todo o comprimento dos rotores é definido como 
volume de sucção (Vs). Na analogia com o compressor alternativo, o pistão alcança 
o fundo do cilindro e a válvula de sucção fecha, definindo o volume de sucção Vs. 
Isto pode ser visto na figura 25. 
 
Figura 25 Princípio de sucção 
 
 
 
31 
 
Comparação entre processos de sucção. 
O deslocamento volumétrico do compressor alternativo é definido em termos do 
volume da sucção pela multiplicação da área da cavidade pelo percurso do cilindro e 
pelo número deles. No caso do compressor parafuso, este deslocamento é dado 
pelo volume da sucção por fio, vezes o número de lóbulos do motor acionado. 
 
Figura 26 Volume máximo na sucção 
Compressão 
Os lóbulos do rotor macho começarão a encaixar-se nas ranhuras do rotor fêmea no 
fim da sucção localizada na traseira do compressor. Os gases provenientes de cada 
rotor são unidos numa cunha em forma de “V”, com a ponta desse “V” situada na 
intersecção dos fios, no fim da sucção, como mostrado na figura 27. 
32 
 
 
Figura 27 Cunha em forma de "V" 
Início da compressão 
Posteriormente, em função da rotação do compressor, inicia-se a redução do volume 
no “V” ocorrendo a compressão do gás. O ponto de intersecção do lóbulo do rotor 
macho e da ranhura do rotor fêmea é análogo à compressão do gás pelo pistão em 
um compressor alternativo. 
Descarga 
Em um compressor alternativo, este processo começa quando da abertura da 
primeira válvula de descarga. Como a pressão no cilindro excede a pressão acima 
da válvula, esta se abre, permitindo que o gás comprimido seja empurrado para a 
descarga. O compressor parafuso não possui válvulas para determinar quando a 
compressão termina: a localização da câmara de descarga é que determina quando 
isto acontece como mostrado na figura 28 abaixo. O volume do gás nos espaços 
entre os lóbulos na porta de descarga é definido como volume de descarga (VD). 
33 
 
 
Figura 28 Descarga 
Continuação da Compressão. 
 
Figura 29 Volume de descarga 
Início da descarga. 
São utilizadas duas aberturas: uma para descarga radial na saída final da válvula de 
deslizamento e uma para descarga axial na parede de final da descarga. Estas duas 
acarretam uma liberação do gás comprimido internamente, permitindo que seja 
jogado na região de descarga do compressor. O posicionamento da descarga é 
muito importante, pois controla a compressão, uma vez que determina a razão entre 
volumes internos (Vi). Para se atingir a maior eficiência possível, a razão 
entrevolumes deve possuir uma relação com a razão entre pressões. 
 
34 
 
 
Figura 30 Descarga em detalhe 
Descarga 
Em um compressor alternativo, o processo de descarga é finalizado quando o pistão 
alcança o ponto superior da câmara de compressão e a válvula de descarga se 
fecha. No compressor parafuso, isto ocorre quando o espaço antes ocupado pelo 
gás é tomado pelo lóbulo do rotor macho. 
 
Figura 31 Fim da descarga 
Fim da descarga. 
Os compressores alternativos sempre têm uma pequena quantidade de gás (espaço 
morto) que é deixado no topo do cilindro de compressão e se expande no próximo 
ciclo, desta forma, ocupando um espaço que poderia ser utilizado para aumentar a 
massa de refrigerante succionado. No final da descarga de um compressor 
35 
 
parafuso, nenhum volume “nocivo” permanece no interior da câmara de 
compressão, ou seja, todo o gás é jogado para fora. Esta é uma razão que faz com 
que os compressores parafuso sejam capazes de operar com razões de 
compressão mais altas do que os compressores alternativos. 
8.2 Razão entre Volumes 
Em um compressor alternativo, as válvulas de descarga abrem quando a pressão no 
cilindro excede a pressão na descarga. Pelo fato do compressor parafuso não 
possuir válvulas, a localização da câmara de descarga determina a máxima pressão 
que será conseguida nos lóbulos, antes do gás ser empurrado para fora. 
A razão entre volumes é uma característica de projeto fundamental em todos os 
compressores parafuso. O próprio compressor é um dispositivo de redução de 
volume. A comparação entre o volume de gás na sucção (Vs) e o volume de gás na 
câmara de compressão quando a descarga se abre define a razão de redução de 
volumes do compressor (Vi), que determina a razão de pressão do compressor 
através das relações abaixo: 
 
 
 
 
onde : 
Vi = razão entre volumes 
Vs = volume na sucção 
Vd = volume na descarga 
 
onde : 
Pi = razão entre pressões 
cp = calor específico do gás 
Somente a pressão de sucção e a razão entre volumes definem o nível de pressão 
do gás antes da abertura da câmara de descarga. Entretanto, em todos os sistemas 
36 
 
de refrigeração, a pressão de descarga do sistema é determinada pela temperatura 
de condensação, e a temperatura de evaporação determina a pressão de sucção. 
 
Volume dos espaços entre lóbulos. 
Se a razão entre volumes do compressor for muito alta para uma dada condição de 
operação, a descarga do gás tornar-se-á muito longa e a pressão ficará acima da 
pressão de descarga. 
Este fenômeno é denominado sobre-compressão e é representado por um diagrama 
pressão-volume, conforme apresentado na Figura abaixo. Neste caso, o gás é 
comprimido acima da pressão de descarga e quando ocorre a abertura da descarga, 
a alta pressão do gás faz com que ocorra a expansão do refrigerante para a 
tubulação de descarga, fora do compressor. Isto acarreta um trabalho maior do que 
se a compressão tivesse sido interrompida quando a pressão interna fosse igual a 
pressão na câmara de descarga. 
 
Sobre-compressão - Diagrama P x V. 
37 
 
Quando a razão entre volumes é muito baixa para as condições de operação do 
sistema, isto é chamado sub-compressão e está representada na figura 32. Neste 
caso a abertura da porta de descarga acontece antes que a pressão do gás alcance 
a pressão de descarga. Isto faz com que o gás que estava do lado de fora do 
compressor invada a câmara de compressão, elevando a pressão imediatamente 
para o nível de pressão da descarga. O compressor tem que trabalhar com um nível 
de pressão mais alto, no lugar de trabalhar com uma gradual elevação do nível de 
pressão. 
 
Figura 32 Sub compressãoSub-compressão - Diagrama P x V. 
Nos dois casos, o compressor ainda funcionará, e o mesmo volume de gás será 
deslocado, porém comum a potência requerida maior do que aquela que seria 
utilizada se as aberturas de descarga estivessem localizadas corretamente, de modo 
a equiparar a razão entre volumes com a necessidade do sistema. Isto gera um 
custo de energia maior. Projetos de razão entre volumes variável são usados para 
otimizar a localização da câmara de descarga e minimizar a potência requerida. 
38 
 
 
Figura 33 Relação entre pressão e volume 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
39 
 
9. Compressores de Palhetas (Rotativos) 
Existem dois tipos básicos de compressores de palhetas: o de palheta simples e o 
de múltiplas palhetas. 
 
Figura 34 Compressor de palhetas simples 
 
Figura 35 Compressor de múltiplas palhetas 
Compressor de múltiplas palhetas 
Compressores de palhetas são usados principalmente em geladeiras domésticas, 
congeladores e condicionadores de ar, embora possam ser usados como 
compressores auxiliares (boosters) de baixa pressão em sistemas com compressão 
de múltiplos estágios. No compressor de palheta simples a linha de centro do eixo 
40 
 
de acionamento coincide com a do cilindro, mas é excêntrica com relação ao rotor, 
de modo que este permanece em contato com o cilindro a medida que gira. O 
compressor de palheta simples apresenta um divisor, atuado por mola, dividindo as 
câmaras de aspiração e descarga. 
Para um compressor de palheta simples, a taxa de deslocamento é dada por: 
 
 
 
 , (m3/s) 
D- π/4( A²-B²).L (velocidade de rotação) (m³/s). 
Onde: 
A – diâmetro do cilindro (m) 
B – diâmetro do rotor (m) 
L – comprimento do cilindro (m) 
U – velocidade de rotação (rot/s) 
No compressor de múltiplas palhetas o rotor gira em torno do seu próprio eixo, que 
não coincide com o do cilindro. O rotor é provido de duas ou mais palhetas, 
mantidas permanentemente em contato com a superfície do cilindro pela força 
centrífuga. 
Para o compressor de duas palhetas, o deslocamento em cada rotação é 
proporcional ao dobro da área hachurada; para o de quatro palhetas, o 
deslocamento é proporcional a quatro vezes a área hachurada. Até certo ponto, o 
deslocamento cresce com o número de palhetas. 
 
 
 
 
41 
 
10. Centrífugo 
O primeiro compressor centrífugo em instalações frigoríficas foi introduzido por Willis 
Carrier, em 1920. De lá para cá este tipo de compressor tornou-se o mais utilizado 
em grandes instalações. Eles podem ser utilizados satisfatoriamente de 200 
a10.000kW (172.10³ a 8,6.106kcal/h) de capacidade de refrigeração. As 
temperaturas de evaporação podem atingir a faixa de –50 a –100ºC, em sistemas de 
estágios múltiplos,embora uma aplicação bastante generalizada do compressor 
centrífugo seja o resfriamento da água até 6 a 8ºC em instalações de ar 
condicionado. 
 
Figura 36 Vista em corte de um compressor centrífugo 
 
Construtivamente, o compressor centrífugo se assemelha à bomba centrífuga. O 
fluido penetra pela abertura central do rotor e, pela ação da força centrífuga, 
desloca-se para a periferia. Assim, as pás do rotor imprimem uma grande velocidade 
ao gás e eleva sua pressão, Figura 104. Do rotor o gás se dirige para as pás do 
difusor ou para uma voluta (concha formada por espiras muito curtas), onde parte da 
energia cinética é transformada em pressão. Em casos onde a razão de pressão é 
baixa, o compressor pode ser construído com um só rotor, embora na maioria das 
máquinas se adote compressão em múltiplos estágios. A eficiência de compressão 
adiabática dos compressores centrífugos varia entre 70 e 80%. 
O compressor centrífugo aciona um impulsor (dispositivo similar a um rotor) a 
altíssima velocidade para rapidamente levar o ar para dentro de uma pequena caixa 
42 
 
de compressão. As rotações podem ir de 50 mil a 60 mil rpm. À medida que o ar é 
conduzido ao cubo do impulsor, uma força centrífuga faz com que ele seja expulso 
para o lado de fora. O ar sai do impulsor em alta velocidade, porém com baixa 
pressão. Um difusor, conjunto de paletas fixas que envolvem o impulsor, converte o 
ar de alta velocidade e baixa pressão em ar de baixa velocidade e alta pressão. As 
moléculas do ar perdem velocidade quando atingem as paletas, o que reduz a 
velocidade do fluxo de ar e aumenta a pressão. 
 
Figura 37 Compressor centrífugo Pro Charger D1SC 
 
 
Figura 38 Compressor centrífugo 
Os compressores centrífugos são os mais eficientes e os mais comuns de todos os 
sistemas de admissão forçada. Eles são pequenos, leves e são instalados na frente 
do motor, em vez de na parte de cima deste. Eles também produzem um silvo 
43 
 
característico à medida que o motor aumenta a rotação, uma característica que pode 
chamar atenção nas ruas. 
A operação dos mesmos é normal, não sendo motivo para preocupação. Entretanto, 
com cargas baixas (10 a 20% da plena carga), o “surging” causa sobreaquecimento 
do compressor, aumentando a temperatura dos mancais. Assim, o compressor não 
deve ser operado continuamente nestas condições. Se houver necessidade de 
operação prolongada com cartas baixas, poderá ser necessária a instalação de um 
“bypass” para o gás quente. 
Logo depois da partida, pode ocorrer um período de “surging” até a eliminação de 
todo o ar do condensador. Enquanto isso, como dito anteriormente, a máquina deve 
ser acionada com alta velocidade. Entretanto, a pressão no condensadornão deve 
ultrapassar 1,05 kgf/cm² (relativa) para o Freon-11, por exemplo. Além disso, a 
corrente do motor, no caso de acionamento elétrico, não deve passar de seu valor 
nominal de plena carga. Deve-se observar, ainda, que o evaporador não seja 
resfriado demais, pois o controle anticongelamento pode desligar a máquina. 
Após a estabilização da máquina e eliminação de todo o ar, deve-se ajustar a 
velocidade ou o registro para atingir a temperatura adequada da salmoura. Caso o 
compressor seja acionado por uma turbina, há a possibilidade de se automatizar as 
operações de controle de velocidade (controlando diretamente a capacidade do 
compressor). Um sistema ajusta automaticamente a velocidade do compressor de 
modo a manter constante a temperatura da salmoura. Um aumento ou diminuição na 
temperatura da salmoura é transmitido através dos controles para introduzir ou 
expelir o ar de uma válvula pneumática no sistema de regulação de velocidade da 
turbina. 
44 
 
 
Figura 39 Controle de Variação automático para compressor centrífugo 
 
Figura 40 Outro arranjo para o controle de variação automático de um compressor centrífugo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
45 
 
11. Compressores Scroll 
Os compressores scroll (espiral), Figura abaixo, são um novo conceito de 
compressores para refrigeração. São herméticos, i.e., não se tem acesso aos seus 
componentes e em caso de quebra ou “queima”, são substituídos. Trabalham de 
forma mais silenciosa e vibram menos que os seus concorrentes para uma mesma 
potência. 
Estão sendo largamente utilizados em sistemas de refrigeração de porte médio. 
O compressor scroll tem o seguinte princípio de operação: 
A sucção do gás é feita em (A). O gás passa pela abertura entre o motor (C). 
Entrando na câmara em (D) onde é preso pela espiral móvel. O óleo vindo com o 
gás é separado por câmaras e jogado nas superfícies internas do compressor para 
lubrificação e retorna para o reservatório. 
O gás preso pela espiral é “empurrado” pelo movimento da espiral móvel, movendo-
se entre esta última e a espiral fixa até o centro das espirais.Ao concluir seu 
percurso, o gás já comprimido e em alta pressão é descarregado na cúpula 
(cabeçote) do compressor, sendo então descarregado (E). Vide figura 41. 
 
 
Figura 41 Esquema de um ciclo no compressor scroll 
 
46 
 
 
Figura 42 Compressor em corte 
 
Figura 44 Trajetória do gás no caracol 
A capacidade de refrigeração dos compressores Scroll, para sistemas de expansão direta, está 
na faixa de 1 a 15 TR (52,3 kW) e para resfriadores tipo Chiller está na faixa de 10 a 60 TR 
(35 a 210 kW). Os compressores Scroll possuem alta eficiência volumétrica, variando de 
93,6% a 96,9% para um aumento de relação de pressão de 2,7 para 3,58. Os compressores 
Scroll possuem maior COP (3,35) em relação aos compressores rotativos e alternativos. O 
Figura 43 Movimento dos caracóis 
47 
 
HCFC-2 é o refrigerante utilizado atualmente em compressores Scroll e os refrigerantes HFC-
407C e HFC- 410A são, em longo prazo, seus substitutos, visto que o ano previsto para o fim 
da fabricação do refrigerante HCFC-2 é 2020. 
- TR (tonelada de refrigeração) – Unidade Inglesa – Definição: 1 TR é a quantidade de calor 
necessária para derreter uma tonelada inglesa de gelo em um período de 24 horas. 
TR é uma unidade muito usada em equipamento de grande capacidade frigorífica. Nesses 
casos usa-se o TR porque seus valores são em números, menores do que em outras unidades. - 
W (watts) – unidade de potência do sistema internacional de Unidades (S.I.), é obtida da 
divisão J/s (joule por segundo). 
Por ser unidade do S.I. é a unidade encontrada em catálogos de fabricantes de equipamentos, 
por isso os cálculos para dimensionamento e selecionamento são desenvolvidos em watts 
(W). 
Equivalência entre as unidades mais usadas: 12.000 Btu/h = 1,0 TR = 3.024 Kcal/h = 
3.516,28 W. 
COP – Coeficiente de Performance. É a razão entre o calor retirado pelo evaporador e o 
trabalho realizado pelo compressor. É um dado utilizado para medir a eficiência do 
compressor. 
12. Fluidos Refrigerantes e a Camada de Ozônio. 
A indústria de refrigeradores já trabalhou com diversos tipos de fluidos refrigerantes. A meta foi 
sempre utilizar substâncias menos tóxicas, seguras e não-inflamáveis. Os CFC’s (Cloro-Fluor-Carbono) 
foi desenvolvido em 1928 pelo engenheiro americano Thomas Midgley (18/05/1889 - 02/11/1944) e 
tornou-se o substituto da Amônia por ser não tóxico ao ser humano e não-inflamável. Somente em 
1973 estudos comprovaram que os CFC’s eram danosos à Camada de Ozônio. Isso ocorre porque 
esse gás não reage com a atmosfera, chegando assim intacta à camada de Ozônio, onde reage 
diminuindo sua espessura e consequentemente seu poder de filtrar os raios solares. O Brasil assumiu 
um compromisso de eliminar o uso dos CFC’s no Protocolo de Montreal (1987) até 2010. O IBAMA 
controla a Importação, Produção e Distribuição de quaisquer SDO’s (Substâncias Destruidoras do 
Ozônio). Nessa relação estão também os HCFC’s (substituto imediato dos CFC’s, menos danoso). O 
IBAMA além de proibir a industrialização e importação de CFC’s, mantém um programa de 
recolhimento dos fluidos remanescentes de equipamentos dando a eles uma destinação 
ambientalmente correta. 
48 
 
13. Conclusão 
Compressores são dispositivos conhecidos há séculos que impulsionaram a Indústria. Seu 
princípio de funcionamento permanece o mesmo. Apesar disso está em constante evolução 
com a inclusão de eletrônica em seus controles e construção de estruturas que possibilitam 
maior rendimento com dimensões reduzidas. 
Embora tenha evoluído nos últimos anos, o setor de compressores necessita de profissionais 
com interesse e empenho em melhoria de suas construções. 
A atenção dada ao ar comprimido deve ser muito mais criteriosa e controlada. Imagine que 
para produzir uma unidade de energia pneumática são necessárias, em média, oito de energia 
elétrica. Portanto, se o ar como matéria-prima é abundante, como fonte de energia é muito 
caro de ser produzido. Um produto de sucesso exige um projeto que busque máxima 
eficiência, preocupação com a segurança e meio ambiente e ainda disponibilize uma 
Assistência Técnica eficaz. 
O estudo sobre sistemas de refrigeração nos trouxe maior entendimento quanto à aplicação 
prática das leis da termodinâmica. Assim podemos compreender melhor a finalidade da 
disciplina em nossa grade curricular e conhecemos mais um ramo da Engenharia fascinante 
que pode ser uma boa opção no mercado de trabalho para nós, alunos de Engenharia Química. 
 
 
 
 
 
49 
 
14. Referencias Bibliográficas 
Ebah http://www.ebah.com.br/content/ABAAABcJMAD/compressores-alternativos, 
acessado em 26 de agosto de 2012 às 13:54 
PACHECO, Lucas de Macedo. TIPOS DE COMPRESSORES, PRINCÍPIOS 
CONSTRUTIVOS, FUNCIONAIS E SUAS APLICAÇÕES. Disponível em 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABcJMAD/compressores-alternativos 
RAHN, Marco; “Válvulas de Expansão”. Revista Oficina do Frio, Ano 06, Nº 42, 
Julho 1998, pág. 32 a 35. 
JABARDO, J. M. S.; “Válvulas de Expansão Termostática – Parte I”. Revista 
Tecnologia da Refrigeração, Ano 02, Nº 15, Novembro 2001, pág. 28 a 39. 
ATHAYDE, Adriana; “Busca pela melhoria da Eficiência”. Revista Oficina do Frio, 
Ano 06, Nº 47, Julho 1998, pág. 17 a 22. 
“Coleção Técnica 1 – Evacuação e Desidratação da Unidade Selada”. 
Revista Oficina do Frio, Ano 2, N.º 11, Jan.-Fev. 1995, pág. 20 a 28. 
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