REFRIGERAÇÃO 10

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CURSO DE
REFRIGERAÇÃO E AR
CONDICIONADO
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LOCALIZAÇÃO E PREVENÇÃO DE FALHAS
EM CIRCUITOS DE REFRIGERAÇÃO COM
COMPRESSORES HERMÉTICOS
OCOMPRESSOROUOSISTEMANÃOFUNCIONA(NÃOARRANCA)
Disparo do interruptor principal
Compressor
Pressostatos de alta e de baixa
Termostato
Fusível queimado
Curto-circuito com o chassi
Defeito do motor
Arrancada defeituosa
Equipamento elétrico
Motor do compressor/protetor do motor
mecanicamente bloqueados
Sobrecarga
Tensão/freqüência
Pressão irregular
Tipo de refrigerante
Equilíbrio de pressões
Falha do ventilador
Defeito mecânico
Conexão incorreta
Valor diferencial incorreto
Valor de corte incorreto
Pressão irregular
Defeito mecânico
Conexão incorreta
Valor demasiado pequeno
Valor de corte incorreto
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Se o fusível principal queima, deverá averiguar-se a causa. Normal-
mente se trata de um defeito nos bobinados ou protetor do motor, um
curto-circuito com o chassi ou um fio de arranque queimado o que, a
sua vez, provoca a falha do fusível principal. Se o motor do compressor
não arranca, testar sempre em primeiro lugar os valores das resistênci-
as. Todos os compressores levam o bobinado principal e o de arranque
dispostos como indica o esquema.
Normalmente os motores de todos os compressores levam incorporado um dispositivo de proteção
interno. Se o protetor dos bobinados desconecta o motor devido ao calor acumulado neste, o período
de corte pode ser relativamente longo (até 45 minutos). Se o motor não volta a funcionar, medindo as
resistências se poderá testar se abriu a proteção ou um dos bobinados é que está defeituoso. O trava-
mento mecânico do compressor se manifesta por tentativas repetidas de arrancada, acompanhados
de um elevado consumo de corrente e altas temperaturas dos bobinados que podem provocar o dispa-
ro da proteção do motor.
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A sobrecarga do compressor se manifesta porque este se nega a arrancar o arranca e pára de novo
em muito pouco tempo (por intervenção do protetor do motor). Se o compressor se utiliza fora de seus
limites de funcionamento admissivel o resultado é normalmente uma sobrecarga. Os limites de funcio-
namento, tais como tolerâncias de tensão, freqüências, valores de temperatura e pressão, e tipo de
refrigerante se indicam nas especificações técnicas de cada compressor. Em sistemas não protegidos
por um pressostato de alta no lado de descarga, um defeito do motor do ventilador ou sua desconexão
por ação do protetor do motor podem provocar igualmente a sobrecarga do compressor. Em geral é
necessário determinar com precisão a quantidade de refrigerante. Nos sistemas de tubo capilar o
método mais seguro para isto é tomar leituras de temperatura no evaporador e no conduto de sucção.
Nos sistemas com válvula de expansão termostática a operação de carga deve testar-se utilizando
um visor. Em ambos sistemas a quantidade de refrigerante há de ser inferior à que cabe no volume
livre do lado de descarga, condensador e recipiente.
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Os compressores para sistemas de tubo capilar costumam vir equipados com um dispositivo de
arranque PTC LST. Para o arranque através de uma PTC é necessário que as pressões do lado de alta
e de baixa sejam exatamente iguais. Além disso, para que o PTC possa funcionar é preciso que o
sistema permaneça parado 5 minutos aproximadamente para que se esfrie o PTC a fim de conseguir o
máximo arranque.
Quando um compressor se liga “a frio” e se corta a corrente pouco depois, podem surgir problemas
entre o PTC e o dispositivo de proteção do motor. Como o motor retém calor podem transcorrer até 20
minutos para que se produza uma marcha normal.
Nos sistemas em que não é certo conseguir o equilíbrio de pressões no momento da marcha, o
compressor deve estar equipado com um dispositivo de arranque HST. Isto também é válido para os
sistemas de tubo capilar com um tempo de parada entre arranques sucessivos, inferior a cinco minu-
tos. Os relés e os condensadores de arranque defeituosos ou incorretos podem provocar problemas de
arrancada ou a desconexão do compressor por ação da proteção do motor. Ter em conta os dados do
compressor facilitados pelo fabricante. Se suspeitamos que o dispositivo de arranque é defeituoso se
deverá substituir o equipamento completo, incluindo o relé e o condensador de arranque.
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O PTC (25 Ù para redes de alimentação de 220 V. e 6,5 Ù para redes de 127 V) pode testar-se com
um ohmímetro.
O relé de arranque pode ser testado com uma lâmpada como indica o desenho. O relé funciona bem
se a lâmpada não ligar quando ele está virado para cima, ou se ligar, quando está virado para baixo.
O teste do condensador de arranque pode efetuar-se aplicando a tensão nominal da rede durante uns
segundos e curto-circuitando os fios ao cabo ao mesmo tempo. Se saltam faíscas, o condensador
funciona corretamente.
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Também existem unidades condensadoras com pres-
sostatos combinados de alta e de baixa, que prote-
gem o compressor contra uma pressão excessiva no
lado de descarga e pressões demasiado baixas no
lado de sucção. Se o pressostato de alta desconecta
o sistema, deverá efetuar-se uma comprovação para
averiguar a causa da anomalia.
Se a desconexão é produzida pelo pressostato de
baixa, a causa pode ser uma quantidade de refrige-
rante insuficiente, fugas, formação de gelo no evapo-
rador e/ou bloqueio parcial do dispositivo de expan-
são. Se não há irregularidades de pressão no lado de
alta nem no de baixa, se deverá testar o pressostato.
O sistema também pode desconectar-se por causa
de termostato defeituoso ou incorretamente ajustado.
Se o termostato perde carga ou o ajuste de tempera-
tura é demasiado alto, o sistema não se colocará em
marcha. Se o diferencial de temperatura se ajusta a
um valor demasiado baixo, os períodos de parada do
compressor serão muito curtos e haverá problemas na
arrancada se utilizamos um dispositivo de arranque
LST. Se o dispositivo de arranque utilizado é um HST
se encurtará a vida útil do compressor . A norma quan-
to ao tempo de equilíbrio de pressões quando se utili-
za um dispositivo LST é de 5 a 8 minutos nos congela-
dores.
Quando se utiliza um dispositivo de arranque HST o
número de religações por hora deverá ser o menor
possível. Em nenhum caso deverão produzir-se mais
de dez arranques por hora.
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O COMPRESSOR OU O SISTEMA FUNCIONA, MAS
COM CAPACIDADE FRIGORÍFICA REDUZIDA
Compressor
Irregularidade de
pressões
Estrangulador
Tubo capilar / válvula de
expansão termostática
Fugas
Carbonização
Obstrução
Gases incondensáveisUmidade
Sujidade
Defeito de ventilador
Perda de refrigerante
Carga excessiva de refrigerante
Formação de gelo
Ajuste do reaquecimento estático
Tamanho / diâmetro do orifício
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São causas freqüentes de redução da capacidade frigorífica a carbonização e o cobreado galvânico
que encurtam a vida útil do compressor, assim como a quebra de juntas no sistema de válvulas deste.
A carbonização se produz principalmente devido à presença de umidade no sistema de refrigeração.
A altas temperaturas, a presença de umidade produz também cobreado galvânico nos assentos das
válvulas. A quebra de juntas se deve a uma pressão de condensação excessiva e a picos de pressão
de curta duração excessivamente altos, >60 bar (golpes de líquido).
Recomendamos instalar filtros secadores de boa qualidade. Se o material do filtro é de má qualidade
se produzirá desgaste, o que além de provocar a obstrução parcial do tubo capilar e o filtro de válvula
de expansão termostática, causará danos no compressor (principalmente por engripamento).
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Em geral os sistemas frigoríficos para usos comerciais devem vir equipados com filtros de núcleo
sólido.
O filtro secador deverá ser substituido depois de cada reparação. Ao trocar um “filtro secador mole-
cular sieves” (tipo freqüentemente utilizado em frigoríficos) se deverá ter a precaução de testar que o
material do filtro utilizado é adequado para o refrigerante do sistema e que, a quantidade de material
é suficiente para as necessidades da aplicação.
Também as juntas mal soldadas podem obstruir o sistema. Para soldar devidamente as juntas é
preciso utilizar o metal de solda correto com a porcentagem de prata adequada. O uso de fluxo deverá
limitar-se ao mínimo possível.
As juntas mal soldadas também podem provocar fugas e portanto carbonização. Num circuito frigorí-
fico a proporção de gases incondensáveis deve ser sempre inferior a 2%, de outro modo aumentará o
nível de pressão. A operação de vácuo tem como principal finalidade eliminar os gases incondensá-
veis antes de efetuar a carga do refrigerante. Isto produz também um efeito de secagem no sistema
frigorífico. Pode provocar-se o vácuo pelo lado de sucção e pelo de descarga ou só pelo de sucção.
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O melhor vácuo se consegue fazendo-o por ambos os lados. O vácuo apenas pelo lado de sucção
dificulta a obtenção de um grau de vácuo ideal no lado de descarga. Portanto, se o vácuo se realiza
por um só lado, se recomenda efetuar uma limpeza interna com o refrigerante a utilizar no sistema até
que se consiga igualar as pressões.
O acumulo de sujeira no condensador ou um defeito no motor do ventilador, podem causar uma
pressão de condensação excessiva e com isto reduzir a capacidade frigorífica. Em tais casos o pres-
sostato de alta incorporado, proporciona a necessária proteção contra sobrecargas no lado do con-
densador.
Nota: O protetor interno incorporado para proteger o motor, não proporcionará a proteção ideal ao
compressor se a pressão de condensação aumentar, devido a uma falha do motor do ventilador. A
temperatura da proteção do motor não aumenta com suficiente rapidez para assegurar a desconexão.
O mesmo sucede quando a quantidade de refrigerante é maior que a que cabe no volume livre no lado
de descarga.
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É importante determinar com precisão a quantidade correta de
refrigerante, sobretudo nos sistemas de tubo capilar. A temperatura
na entrada do evaporador há de ser a mais parecida possível à
temperatura de saída do mesmo.
Devemos obter o maior superaquecimento possível entre a saída
e a entrada do compressor (a temperatura de entrada do compres-
sor deverá ser aproximadamente 10ºK inferior à temperatura de con-
densação).
A carga de uma quantidade excessiva de refrigerante num
sistema frigorífico equipado com uma válvula de expansão
termostática, origina um problema crítico.
Quando a quantidade de refrigerante carregado em esta-
do líquido é maior do que a que cabe no volume do conden-
sador, se reduz a área de condensação e aumenta a pres-
são de alta.
É pouco freqüente que a quantidade de refrigerante num
sistema seja escassa, a menos que haja uma fuga.
A formação irregular de gelo no evaporador costuma ser
indício de que a quantidade de refrigerante é insuficiente.
Esta irregularidade não só reduz a potência frigorífica, como
também pode causar problemas no degelo do evaporador,
devido a que o termostato não registra a presença de gelo.
Portanto, se aconselha determinar com precisão a carga
de refrigerante necessária, a fim de garantir a distribuição
uniforme de gelo no evaporador.
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A eficiência ideal do sistema se consegue equi-
pando-o com um trocador de calor que assegu-
re o sub-resfriamento correto: aproximadamente
5ºK em sistemas com válvula de expansão ter-
mostática e ao redor de 3ºK em sistemas com
tubo capilar. Nos sistemas com válvula de ex-
pansão termostática os condutos de sucção e
de líquido devem soldar-se juntos num tramo de
0,5 a 1,0m. Nos sistemas de tubo capilar, este e
o conduto de sucção devem soldar-se juntos num
tramo de 1,5 a 2,0m.
CONSUMO ELÉTRICO EXCESSIVO
Compressor
Irregularidade de pressões
Sobrecarga
Sinais de desgaste do compressor
Defeito do motor
Reduzida capacidade frigorífica
Refrigeração do compressor
Obstrução
Gases incondensáveis
Umidade
Sujidade
Defeito do ventilador
Limites da aplicação ultrapassados
Tensão / freqüência
Irregularidade de pressão
Temperatura
Tipo de refrigerante
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Com freqüência a irregularidade de pressão e as sobrecargas ocasionam defeitos no compressor
que se manifestam em forma de um maior consumo de energia elétrica. Para mais informações sobre
os problemas relacionados com a irregularidade de pressão e a sobrecarga do compressor no sistema,
consultar as páginas anteriores.
As pressões excessivas de evaporação e condensação sobrecarregam o motor do compressor e isto
produz um maior consumo de energia. Também surge este problema se o compressor não está suficien-
temente refrigerado ou se produzem tensões extremas.
Uma sobrecarga constante produz sinais de desgaste nos mancais do compressor e nos sistemas de
válvulas.
As sobrecargas que provocam disparos freqüentes do dispositivo de proteção dos bobinados podem
produzir também um número anormalmente elevado de desconexões elétricas.
Quando se sobrepassam os limites previstos para a aplicação é preciso adaptar o sistema, por exem-
plo, utilizando uma válvula de expansão termostática com um MOP que limite a pressão de evapora-
ção, um regulador de pressão de sucção ou um regulador de condensação.
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Na maioria dos aparelhos frigoríficos de uso doméstico, para refrigerar o compressor é suficiente
um sistemade refrigeração estática (em alguns casos refrigeração de óleo), sempre que seja respeitada
a mínima separação da parede especificada pelo fabricante.
Os equipamentos de uso comercial devem ventilar-se por meio de um forçador. A velocidade normal
recomendada de passagem do ar pelo condensador e o compressor é de 3 m/s.
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Outra recomendação é a manutenção periódica do sistema frigorífico, incluindo a limpeza do conden-
sador.
RUÍDO
Compressor
Ventilador
Válvulas
Ruído do sistema
Instalação
Circuito de pressão
Nível de óleo
Folga entre pistão e cilindro
Sistema de válvulas
Hastes do ventilador deformadas
Desgaste dos mancais
Placa base
“Assobio” produzido pelas válvulas de expansão termostáticas.
“Barulho” das válvulas solenóide e de retenção
Ruído de líquido
(principalmente no evaporador)
Tubulações
Suportes do compressor, ventilador e condensador
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Normalmente os compressores e unidades condensadoras não originam reclamações por causa do
ruído. O nível de ruído dos componentes e, sobretudo dos ventiladores cumpre perfeitamente as exi-
gências do mercado. Se recebemos alguma reclamação sempre é de forma isolada e geralmente obe-
dece a um erro de instalação ou do sistema.
Os escassos problemas de ruído que se produzem, se devem quase sempre a falhas de produção, por
exemplo, contato entre o conduto de descarga e a carcaça do compressor, nível de óleo demasiado
alto ou baixo, excessiva folga entre pistão e cilindro, montagem defeituosa do sistema de válvulas.
Tais ruídos são fáceis de diagnosticar utilizando uma chave de fenda como “estetoscópio”.
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O ruído do sistema é um fator crítico nos eletrodomésticos. Nestes aparelhos é característico o
ruído de líquido à entrada do evaporador.
No circuito é difícil remediar este inconveniente por tratar-se de equipamento fabricado em série, a
grande escala. Se o filtro está montado verticalmente poderia minimizar-se o problema montando-o em
posição horizontal. Porém, há que ter presente que o ruído pode ser amplificado pela estrutura, por
exemplo, num aparelho chumbado. Em tais situações deveremos contatar com o fabricante.
Para evitar a transferência de ruídos, se deverá impedir que as tubulações toquem o compressor, o
trocador de calor ou as paredes laterais.
Ao instalar um compressor deverão utilizar-se os acessórios e buchas fornecidos, para evitar que os
tacos de borracha se comprimam tanto que percam suas propriedades isolantes.
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Os ventiladores se utilizam principalmente em sistemas de refrigeração comerciais. Se produzirá
ruídos se as hastes do ventilador se deformam ou entram em contato com as aletas do trocador de
calor. Também produzem muito ruído os mancais desgastados. Além disso, a unidade do ventilador
deverá estar firmemente fixada para que não se mova em relação à base. Normalmente, os ventilado-
res têm um nível de ruído mais alto que os compressores. Em algumas circunstâncias é possível reduzir
o nível de ruído instalando um motor de ventilador menor, mas isto só se pode recomendar quando a
área do condensador está superdimensionada.
Se o ruído procede da válvulas, a causa pode residir num dimensionamento incorreto das mesmas.
As válvulas solenóide e as de retenção não devem dimensionar-se nunca em função das conexões das
tubulações, senão de acordo com o valor kv. Isto garante a perda de carga mínima necessária para
abrir a válvula e mantê-la aberta sem que produza barulho. Outro fenômeno é o “assobio” das válvulas
de expansão termostáticas. Neste caso deverá testar-se que o tamanho do orifício é adequado para as
características do sistema e sobretudo que há suficiente sub-resfriamento de líquido antes da válvula
de expansão (5 k aproximadamente).
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EXEMPLOSDECONDIÇÕESDEFUNCIONAMENTOSQUESOBREPASSAM
OSLIMITESDOCOMPRESSOR
Num sistema de refrigeração, todos os componentes interagem entre si e com o meio, estabelecendo as
condições de funcionamento do compressor.
Se estas condições se encontram dentro dos limites do compressor, se pode esperar que este compo-
nente tenha uma vida útil prolongada e que o sistema proporcione o melhor rendimento esperado.
Mas, quando estas condições de funcionamento sobrepassam os limites do compressor, o mesmo pode
falhar.
Algumas conseqüências sobre os componentes dos compressores quando são submetidos a condi-
ções de operação inadequadas podem ser observadas a seguir:
Esta é uma placa de válvulas nova. Se pode observar na figura A, a lâmina de sucção, e na figura B,
a lâmina de descarga e seu limitador. O compressor deve operar em condições adequadas de tempe-
ratura e pressão para que não haja a carbonização do óleo nestas regiões.
Esta é uma placa de válvulas de um compressor que operou num sistema com pressão de descarga
muito elevada. Esta pressão fez com que se elevasse a temperatura nesta região, causando a carboni-
zação do óleo. Esta carbonização obstrui o funcionamento da válvula, não permitindo que esta se abra
e se feche normalmente.
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Neste caso o compressor perde compressão.
Este compressor operou por alguns minutos e depois parou de comprimir. Ao abri-lo, encontraram-se
impurezas (resíduos sólidos) abaixo da lâmina de descarga que a mantém aberta. Estes resíduos são
provenientes de sujidade deixada no sistema, que viajou por seu interior até instalar-se nesse local.
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Outro caso de altas temperaturas devido a pressões elevadas e conseqüente carbonização do óleo.
Neste compressor, o isolamento do motor derreteu-se e o motor se queimou. Podemos observar
sinais de carbonização na tampa de cilindro do pistão. Se pode concluir então que, este compressor
trabalhou em condições severas de temperatura e pressão, que aumentaram o esforço do motor e seu
aquecimento.
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O compressor da figura A permaneceu 6 meses armazenado, com os batoques de borracha e com
pressão positiva de Nitrogênio. Podemos observar que não há nenhum sinal de oxidação.
O compressor da figura B passou 3 meses sem os batoques e apresenta alto grau de oxidação.
Na figura A, num compressor novo, podemos observar o isolamento entre as bobinas e o estator.
Na figura B, o compressor trabalhou em condições severas de temperatura. O isolamento se derreteu
e a bobina entrou em contato com o estator, causando o defeito mais conhecido como “massa”.
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Se o circuito de refrigeração onde o compressor está instalado não proporciona um bom retorno de
óleo ao compressor, ou se o fluido refrigerante utilizado não se mistura, a quantidade de óleo no
compressor diminuirá com o tempo, causando desgastes mecânicos prematuros, como se pode obser-
var nos eixos destas figuras.