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Sistema de Ar Condicionado Automotivo

FUNCIONAMENTO DO AR CONDICIONADO AUTOMOTIVO

147 Na categoria: Mecânica de ar condicionado por grupok2

O funcionamento do sistema de ar condicionado automotivo, consiste principalmente na troca de temperatura do ambiente interno pelo externo, através da passagem do ar pela serpentina do evaporador.

A refrigeração no sistema do ar condicionado automotivo é possível devido às mudanças de estado do refrigerante, que esta em um momento em estado líquido (alta pressão), e em outro no estado gasoso (baixa pressão).

Ao modificar do estado líquido para o gasoso, que chamamos de processo de evaporação, absorve o calor do ar dentro do habitáculo, superaquecendo o gás refrigerante. De modo inverso, ao passar do estado gasoso para o líquido, o refrigerante perde calor na parte externa do veículo, processo chamado de condensação, onde o gás refrigerante recebe super-resfriamento. Ou seja, perde o calor absorvido no evaporador.

O fluido refrigerante, mais conhecido popularmente como "gás refrigerante”, atualmente usado em sistemas de ar condicionado automotivo, é o R134a, isto porque desde 1990-1994, o gás refrigerante R-12, que é prejudicial à camada de ozônio, foi banido do mercado conforme determinação do Protocolo de Montreal. O gás R134a muda de estado físico, passando do estado líquido para o gasoso e do gasoso para o físico, conforme condições de pressão e temperatura do sistema.

Veja no vídeo abaixo o funcionamento completo do ar condicionado automotivo


Para que o gás refrigerante circule por todo o sistema há a necessidade de um compressor apropriado. O Compressor de ar condicionado do carro é fixado junto ao motor por um suporte, ligado a ele (motor), por polia e correia. O Compressor de ar condicionado ao acionado produz uma diferença de pressão, aspirando e comprimindo o fluído refrigerante R134a constantemente e, aumentando assim, a temperatura e pressão em todo o sistema.

Sendo comprimido, o fluido ainda em estado gasoso, é direcionado por tubulações ou mangueiras de alumínio até o Condensador, que exerce a função de "trocador de calor”, localizado na dianteira do veículo, geralmente à frente do radiador do motor. Desta forma, ele exerce a função de efetuar a troca térmica diretamente com o ar, retirando o calor do fluido refrigerante e, desta forma baixando a temperatura, ao mesmo tempo passando do estado gasoso para o estado líquido, e ainda sob alta pressão passa por um filtro chamado de "filtro secador”, que tem a função de filtrar as impurezas do fluído refrigerante, retendo toda a impureza, impedindo assim que essa sujeira venha a danificar os outros componentes do sistema de ar condicionado, tendo ainda como função, absorver toda a umidade presente no fluído.

Totalmente limpo, o fluido refrigerante que ainda está em estado líquido, finalmente é levado para a válvula de expansão onde acontece uma brusca variação de pressão com a consequente queda de temperatura, transformando o fluído em pequeníssimas e microscópicas gotículas, semelhantes a uma névoa de perfume produzida por qualquer desodorante spray. Ainda sob alta pressão esta névoa passa pelo evaporador, por um caminho tortuoso, ou seja, pela serpentina do evaporador, que é formada por tubos de alumínio curvado. É neste ponto que o evaporador gela a uma temperatura suficiente que é regulada por termostato que controla o acoplar e desacoplar da embreagem no compressor de ar condicionado, a fim de não chegar a formar gelo na serpentina do evaporador. O Ventilador posicionado no painel do veículo lança a massa de ar que foi retirada do interior do veículo, do habitáculo ou do ambiente externo e, por estar este ar mais quente que o fluído, acaba por ceder parte deste calor e umidade, transformando por fim este fluído refrigerante novamente em gás.

Essa massa de ar frio (gelado), que sai dos dutos de ventilação que refrigera o interior do veículo.

Fundamentos para o funcionamento sistema de refrigeração automotivo

Para entender o sistema e seu funcionamento, temos que partir do principio de calor, umidade e temperatura do ar. O ar mais quente pode absorver mais umidade ou vapor de água do que o ar que é mais frio. Verificamos ainda que o ar mais quente que absorve uma quantidade máxima de vapor de água condensa-se quando arrefecido a uma certa temperatura, formando gotículas de água. Esta temperatura é conhecida por ponto de condensação, altura em que a umidade relativa do ar é de 100%.

A umidade relativa do ar é um fator muito importância para nosso conforto. É possível entender que um nível de umidade do ar inferior a 60% é agradável tendo em vista que a umidade libertada pelo corpo humano pode ser facilmente absorvida pelo ar. Se a umidade sobe acima dos 75% podemos ter a impressão de que o ar é desagradável em tempo quente, pois o ar não é capaz de absorver mais umidade. Consequentemente, os sistemas de ar condicionado controlam tanto a temperatura como a umidade do ar.

No sistema refrigerante do sistema de ar condicionado automotivo, o refrigerante gasoso previamente comprimido e aquecido, passa através de um condensador constituído pôr numerosas aletas de arrefecimento. O ar exterior mais frio ao passar pelo condensador arrefece o refrigerante de uma forma tão brusca que este se condensa. O calor libertado é absorvido e levado para o ar exterior.

A evaporação no sistema

O líquido refrigerante do sistema é bombeado a alta pressão para a válvula de expansão e daí injetado e medido em quantidades rigorosas para o evaporador, constituído por um sistema de tubos. A súbita queda de pressão obriga o refrigerante a evaporar e arrefecer, reduzindo a temperatura do evaporador. O calor é retirado do ar que passa sobre o exterior do alojamento do evaporador. Assim, o ar arrefecido entra no interior do veiculo.

Expansão variável no sistema do ar condicionado do carro

O circuito refrigerante no sistema de ar condicionado do carro divide-se em lado de alta pressão e lado de baixa pressão. A evaporação do refrigerante é controlada no lado de baixa pressão, enquanto a condensação é controlada no lado de alta pressão. O refrigerante gasoso é induzido e comprimido pelo compressor. Durante este processo é aquecido a uma temperatura entre os 70°C e os 110°C.

expansão variavel no sistema de ar condicionado do carro

O gás quente é então bombeado para o condensador. O condensador é constituído por numerosas aletas de arrefecimento através dos quais passa o gás. O gásrefrigerante é arrefecido pela corrente de ar com auxilio da ventoinha auxiliar em certos modelos e condensa-se. O liquido refrigerante condensado é seguidamente injetado no evaporador em quantidades rigorosamente medidas, através da válvula de expansão, controlada pela pressão e temperatura. Isto origina uma brusca queda de pressão e o liquido evapora-se.

Durante este processo o calor é extraído do ar por meio do evaporador. O ar exterior quente que entra no carro é arrefecido e lançado para o interior através do sistema distribuidor de ar pela ventoinha do aquecimento/ar condicionado. O tanque filtro secador é outro componente importante. Serve como reservatório do refrigerante líquido e ao mesmo tempo, filtra a umidade absorvida pelo refrigerante.

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