Capítulo 2: Dica de diagnóstico

Por: Redação

Interpretando as curvas de pressão de vapor para ambos os fluidos refrigerantes R134a e R12 (Fig.9) percebemos o seguinte:

• Se mantemos a pressão e diminuimos a temperatura, o fluido refrigerante volta ao estado líquido (condensação).
• Se mantemos a temperatura e diminuimos a pressão, o fluido refrigerante passa do estado líquido para o estado gasoso (evaporação).
Este processo de evaporação e condensação é utilizado no sistema climatizador dos veículos. O fluido refrigerante está em estado gasoso ou líquido em função das condições de pressão e temperatura do circuito de refrigeração.

Outros dados sobre o fluido refrigerante R134a são:
• Ponto de ebulição: -26,5 °C;
• Temperatura e pressão crítica: 100,6 °C e 40,56 bar (causa instabilidade e deterioração do fluido refrigerante).

Por esse motivo, é muito importante que todos os componentes do circuito de refrigeração estejam trabalhando corretamente para que o fluido refrigerante possa concluir as mudanças de fase de líquido para gasoso e vice-versa em 100%.

Fig.9: Comparativo das curvas de pressão de vapor dos fluidos refrigerantes R134a e do antigo R12 (até 1998)

Fig.9: Comparativo das curvas de pressão de vapor dos fluidos refrigerantes R134a e do antigo R12 (até 1998)

Uma forma de diagnosticar um circuito de refrigeração é fazer o teste de potência máxima de refrigeração, seguindo os passos abaixo:
• A temperatura ambiente deve ser de 15 °C ou superior.
• Ligue os manômetros da estação de serviço de ar-condicionado nas válvulas de serviço de alta e de baixa pressão com o motor à temperatura ambiente e abra os registros. Neste instante já temos uma idéia se a carga de fluido refrigerante está correta pois, dependendo da temperatura ambiente, o fluido refrigerante estará submetido a uma determinada pressão. Por exemplo, a 20 °C as pressões de alta e baixa ainda equalizadas no circuito de refrigeração desligado são de 4,7 bar (Fig.10).

Fig.10: Tabela de pressão de vapor do R134a.

Fig.10: Tabela de pressão de vapor do R134a.

• Funcione o motor e espere que atinja sua temperatura normal de funcionamento;
• Deixe fechadas as portas e vidros do veículo;
• Deixe os comandos do painel do ar-condicionado na máxima velocidade do ventilador, temperatura de frio máximo, saída de ar somente frontal, recírculo acionado e ligue o ar-condicionado (Fig.10a).
• Eleve a rotação do motor a 2000 rpm constantes com o uso de uma ferramenta adequada no pedal acelerador (Fig.10b).

Fig.10a: Ajustes do painel de comando para a potência máxima de refrigeração

Fig.10a: Ajustes do painel de comando para a potência máxima de refrigeração

Fig.10b: Ajuste a rotação do motor com a ferramenta adequada

Fig.10b: Ajuste a rotação do motor com
a ferramenta adequada

Uma vez satisfeitas as condições acima, as pressões devem estar entre 1,8 a 2,3 bar no lado de baixa, e entre 12 a 15 bar no lado de alta (Fig.11). O eletroventilador do radiador/condensador também deverá ligar na primeira velocidade e permanecer ligado para manter a pressão de alta, além de insuflar o ar na direção correta. Com o motor quente pode ser que a segunda velocidade do eletroventilador também entre em funcionamento. A temperatura do ar dentro dos difusores centrais deve atingir pelo menos 7 °C (Fig.11a).

Caso as pressões não fiquem dentro das tolerâncias, devemos analisar o motivo. Como vimos, a válvula de expansão procura sempre ajustar o fluxo de fluido refrigerante para dentro do evaporador. Então, vamos tomar como parâmetro a pressão lida no manômetro de baixa de 2 bar, considerando que o condensador está limpo externamente e o eletroventilador do radiador esteja funcionando corretamente.

Se a pressão de alta for menor que 12 bar, poderíamos estar diante de:
• Uma falta de fluido refrigerante no circuito;
• Uma válvula de expansão defeituosa ou desregulada;
• Ou um compressor defeituoso;

Se a pressão de alta for maior que 15 bar, poderíamos estar diante de:
• Um excesso de fluido refrigerante no circuito;
• Uma válvula de expansão defeituosa ou desregulada.

Somente a avaliação da pressão de baixa medida na válvula de serviço não é conclusiva. Existe um método adicional para saber se o evaporador está com rendimento satisfatório e, principalmente, se a válvula de expansão está controlando corretamente o fluxo de fluido refrigerante para o interior do mesmo. Esse método é conhecido como cálculo do superaquecimento do evaporador. Como já explicamos anteriormente, na saída do evaporador o fluido refrigerante deve estar no estado gasoso para assim ser comprimido novamente pelo compressor. No entanto, para uma mesma pressão de baixa medida no manômetro, o fluido refrigerante pode estar “mais gasoso do que deveria” pelo motivo de não haver suficiente fluido refrigerante passando pelo evaporador para trocar calor com o ar do habitáculo. Em virtude da queda brusca de pressão na válvula de expansão, o fluido refrigerante entra no evaporador no estado misto líquido/gasoso. Neste estado misto a pressão do fluido refrigerante dentro do evaporador quase nada muda e, dependendo do fluxo, sua evaporação pode terminar em um ponto intermediário do caminho até a saída. Desta forma, o evaporador tem baixo rendimento. Depois de completamente evaporado no meio do caminho no evaporador, o fluido continua evaporando e a ganhar temperatura. Esse aumento de temperatura, após a temperatura de total evaporação, é o que chamamos de superaquecimento. Para determinar o superaquecimento do evaporador devemos seguir os seguintes passos:

Com o veículo nas condições do teste da potência máxima de refrigeração medir o valor da pressão de baixa. Isso é primordial para o resultado do cálculo.

Consultar na tabela de pressão de vapor qual a temperatura de saturação de vapor do fluido. Por exemplo, se a pressão for 1,92 bar a temperatura é 0 °C. Chamaremos essa temperatura de T1.

Medir a temperatura da superfície da tubulação de baixa próximo à válvula de serviço. Se utilizar um termopar, devemos fixar e isolar muito bem com espuma térmica o elemento sensor para que meça somente a temperatura da tubulação (Fig.12). Essa temperatura medida na tubulação é aproximadamente a temperatura real do fluido dentro da tubulação e a chamaremos de T2 (Fig. 12a).

O superaquecimento será o resultado de T2 – T1 e deve estar na faixa de 3 a 5 °C.

Tomando como exemplo as leituras apresentadas nas imagens das figuras 11 e 12a vamos fazer o cálculo do superaquecimento do evaporador do veículo:

• A pressão de baixa é 2.2 bar. Para essa pressão, pela tabela, a temperatura T1 de saturação de vapor do R134a é de aproximadamente 2,6 °C;
• A leitura de temperatura T2 no termômetro digital do multímetro é de 6 °C;
• Então o superaquecimento será 6 °C – 2,6 °C = 3,4 °C, que está dentro da faixa de 3 a 5 °C.

Se o resultado for inferior a 3°C há excesso de fluido refrigerante entrando no evaporador. Se o resultado for superior a 5 °C há falta de fluido entrando no evaporador.
Em ambos casos, se tivermos a certeza de que a carga de fluido foi colocada corretamente no circuito, utilizando uma estação de serviço de ar-condicionado na qual a carga é feita por massa (em gramas), a causa do problema pode ser a válvula de expansão. Mas antes de substituir definitivamente a válvula de expansão, todos os componentes do circuito de refrigeração devem ser revisados quanto ao seu bom funcionamento, inclusive a própria válvula de expansão quanto a entupimentos.

Até a próxima!