Ar Condicionado

Ar Condicionado

Introdução

Ar Condicionado.

Olá, tudo bem?

É muito bom ter você aqui!

Com este artigo, você terá a oportunidade de conhecer melhor o ar condicionado e vamos abordar este tema, seus tipos e o modo de utilização.

Tais como: residencias, shopping centers, hospitais, edifícios, em que o sistema e os equipamentos são diferentes, adaptados para grandes áreas, maiores capacidades e ruídos gerados.

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Vamos lá!

Então, o princípio de refrigeração é o mesmo, dos aparelhos convencionais, como o de parede, janela ou Split.

Tudo sobre o ar condicionado, de maneira fácil, simples e rápida, para que você conheça melhor esse aparelho e suas funções.

O Que é Ar Condicionado?

Então, vamos ver o que é ar condicionado.

É a técnica, de se modificar as condições do ar de um ambiente, através de aparelho mecânico, que podem tanto resfriar quanto esquentar o ar ambiente.

Com isso, o aparelho foi projetado para que se consiga efetuar estas alterações no ar ambiente e condiciona-lo, para maior conforto dos usuários.

Como Surgiu o Ar Condicionado?

Então, vamos ver como surgiu o ar condicionado.

Ele foi criado pelo engenheiro mecânico norte-americano: Willis Carrier, isso em 1902.

Assim, criando a primeira máquina a conseguir condicionar mecanicamente o ar de um ambiente, controlando a temperatura e a umidade do ambiente.

Depois, sua invenção sofreu muitas melhorias ao decorrer dos anos, em relação a tecnologia de seus processos e desenvolvimento dos equipamentos.

Assim, de forma a reduzir o tamanho dos aparelhos, aumentar a sua capacidade e eficiência.

E também, melhorar o nível de ruído e poder oferece-los, com preços mais acessíveis aos consumidores.

Mas, o princípio de ciclo de refrigeração e tratamento do ar ambiente, continua sendo praticamente o mesmo, desde a sua invenção. 

E, seu funcionamento combina funções de ventilação, aquecimento, circulação, refrigeração e filtragem do ar.

Gás Refrigerante

Nos aparelhos de ar condicionado, são utilizados o gás refrigerante, gás Freon, que é uma marca registrada pela Dupont.

Esse gás, é o responsável por resfriar o ar de um ambiente, captado pelo aparelho.

Gás Freon

O gás Freon, pode ser definido como: diversos tipos de gases a base clorofluorcarbonos, conhecidos como CFCs.

E, era conhecido até então, como produto seguro e estável.

Porém, foi descoberto que esses gases, quando em grande altitude, são causadores de danos atmosféricos, danos à saúde da humanidade e ao Planeta em sua camada de ozônio.

Também é derivado do metano e inflamável, e que estava presente nos aparelhos de ar condicionado, refrigeradores e usado como propelente em aerossóis, entre outros.

Assim, este gás não pode ser mais utilizado, devido seus efeitos prejudiciais.

E, sendo assim, vários países assinaram protocolo internacional para sua erradicação e substituição gradual.

Com isso, os pesquisadores e fabricantes, começaram a substituir esse gás, por um tipo que seja mais adequado ao uso e não cause danos à atmosfera.

Gás Refrigerante Ecológico

O gás refrigerante ecológico R-410 A, é chamado de gás ecológico, porque não possui CFCs – clorofluorcarbonos.

Ele não é tóxico e também não é inflamável.

E, foi desenvolvido para substituir o gás Freon R-22, que até então, era utilizado em todos os aparelhos de ar-condicionado, geladeiras, entre outros.

Assim, o gás R-410 A é hoje utilizado nos aparelhos mais modernos e os que possuem a tecnologia inverter e no modelo Split.

Portanto, em nosso artigo, que visa fornecer informações gerais sobre o tema, vamos nos referir apenas como gás ou como gás refrigerante dos aparelhos.

Também, é aconselhável que na época de manutenção de seu aparelho, caso possua, você se certifique qual tipo de gás compõe o seu aparelho e como proceder a substituição para o gás ecológico.

Isso, com o profissional responsável pela manutenção, que deverá ser competente e habilitado para orientá-lo de acordo com o ambiente.

Assim como, quando na aquisição de um novo aparelho, saber qual tipo de gás é utilizado para a refrigeração.

Princípio de Funcionamento do Ar Condicionado

O princípio de funcionamento do ar condicionado, é o mesmo utilizado em uma geladeira.

Assim, é utilizado um gás, em uma tubulação ou serpentina, capaz de resfriar o ar, dentro do aparelho.

Ou seja, um sistema de tubulação, por onde passa o gás e um lubrificante.

E, o gás utilizado nos aparelhos, percorre esse circuito interno de serpentinas, condensadores e evaporadores.

Desta forma, absorvendo o calor do ar captado do ambiente interno, pelo aparelho.

Na sequência, o aparelho devolve o ar refrigerado ao ambiente interno.

Veja também os artigos sobre:

BTU – Ar Condicionado

Aparelhos de Ar Condicionado

Ventilador e Circulador de Ar, o que são e quais as diferenças?

Climatizador

Umidificador de Ar

Como Funciona o Ar Condicionado?

Vamos ver a seguir como funciona o ar condicionado.

Então, o ar do ambiente é sugado por um ventilador do aparelho e atravessa um evaporador, passando em torno de uma serpentina cheia de gás refrigerante.

O gás, é uma substância refrigerante de baixa temperatura, em estado líquido.

Então, em contato com a serpentina gelada pelo gás, o ar se resfria e volta para o ambiente.

Esse gás então, entra em outra serpentina, do lado de fora do aparelho, chamada de condensador e inicia seu resfriamento.

Enquanto isso, um outro ventilador do aparelho, conduz parte do ar quente, para a área externa.

Na sequência, o gás entra numa válvula de expansão.

Essa válvula de expansão, que é uma peça onde o gás líquido, perde pressão rapidamente, e assim, se resfria e se mantêm em estado líquido.

Concluído este ciclo, ele recomeça todo o mesmo processo, novamente.

Efeito do Ar Condicionado no Ambiente

Porém, nesse processo de condicionamento do ar, cria-se um efeito no ambiente, que é a diminuição da umidade do ar do ambiente.

Isso porque, o ar do ambiente, quando captado pelo aparelho e em contato com o frio, do sistema de refrigeração, a umidade do ar se condensa em gotas, dentro do aparelho de ar condicionado.

Com isso, essa condensação é recolhida e encaminhada ao dreno do aparelho.

Quando esse dreno não foi feito ou não é eficiente, é quando percebemos o grande gotejamento de aparelhos de ar condicionado, do lado externo, as vezes em calçadas públicas.

Isso, assim como acontece em uma garrafa de bebida gelada, onde sua superfície fica repleta de gotas, quando retiramos da geladeira.

E, que estas gotas, são provenientes da umidade do ar que se condensa na superfície gelada da garrafa.

Umidade do Ar

Como já vimos, a umidade do ar ambiente é diminuída com o uso do ar condicionado.

Desta forma, se torna importante manter a umidade e qualidade do ar interno de um ambiente, principalmente em épocas que a umidade do ar externo já esteja baixa.

E, os aparelhos de ar condicionado devem ser mantidos sempre bem limpos, assim como o ambiente.

Além disso, como alternativa, pode-se utilizar junto com o ar condicionado, umidificadores de ambiente, que contenham água filtrada.

Também, podem ser utilizados purificadores de ar, para manter a qualidade do ar do ambiente.

E, devem ser verificadas a capacidades desses aparelhos em relação ao tamanho do ambiente.

A umidade do ar mínima, para conforto e saúde humana, determinada pela Organização Mundial da Saúde deve ser de no mínimo 60%.

E, para o ar condicionado, sugere-se manter a temperatura de refrigeração ambiente em 23 graus Celsos.

Assim, é importante consultar um profissional habilitado e capacitado, para a orientação no uso e especificação dos equipamentos, de acordo com o ambiente a ser climatizado.

imagem Vibmaster

Ar Condicionado Tipos

Então, vamos ver os dois tipos de ar condicionado, mais utilizados.

• Ar Condicionado de Janela
• Ar Condicionado Split

Vamos rapidamente a eles:

Ar Condicionado de Janela

O ar condicionado de janela, é um modelo compacto, composto todo em uma só estrutura.

Assim, constitui um sistema completo de condicionamento de ar, para locais pequenos e com todo o seu sistema de refrigeração junto, que acaba produzindo um ruído maior.

Sendo que, os aparelhos de ar condicionado de janela, mantém basicamente o mesmo design e quase não sofreram alterações com o passar do tempo.

Porém, ainda são os mais baratos no mercado.

Estas unidades, são fabricadas em tamanhos pequenos, para que se encaixem em uma janela padrão.

imagem Consul – Central Ar

E, no interior de um ar condicionado de janela, ele contém:

• Compressor
• Válvula de expansão
• Condensador (que fica no lado voltado para a área externa)
• Evaporador (que fica do lado voltado para a área interna)
• Ventiladores (dois)
• Unidade de controle

imagem Portal Eletrodoméstico

Assim, para que serve cada um deles:

Compressor

É elétrico, e aplica pressão sobre o gás refrigerante, no seu interior.

Válvula de Expansão

Essa válvula, faz o gás refrigerante perder pressão, quando de sua passagem.

Condensador

É a tubulação em forma de serpentina, que recebe o gás para que inicie o seu resfriamento.

As gotas de condensação, são coletadas e direcionadas para o dreno.

Evaporador

É a tubulação em forma de serpentina, que resfria o gás quando da sua passagem.

Ventiladores

Utilizam-se dois ventiladores, um que conduz o ar gelado para o ambiente e outro, parte do ar quente para a área externa.

Ou seja, o ventilador direciona o ar sobre os trocadores de calor, para melhorar a sua capacidade de dissipar o calor para o ar exterior e o ar frio para o ambiente a ser resfriado.

Unidade de Controle

Essa unidade, permite ajustar e regular o aparelho de acordo com suas funções, disponíveis para utilização.

Assim, normalmente contém: liga, desliga, ventilação, ar quente quando disponível, ar frio, controle de temperatura para o termostato, velocidade, troca com ar externo.

Também, existem aparelhos que dispões de controle remoto, permitindo maior conforto.

Ar Condicionado Split

O aparelho de ar condicionado Split, que significa em inglês, separado ou dividido, são os compostos por duas partes distintas, sendo: 

• Condensadora
• Evaporadora

imagem Sansung – Portal Eletricista

Veja onde estas partes são instaladas.

Condensadora

É instalada separadamente na parte externa da edificação.

E, que realiza todo o processo de refrigeração, produzindo o maior barulho do aparelho.

A unidade condensadora, externa deve ser sempre fixada em local aberto e arejado, nunca em ambientes fechados.

Evaporadora

É instalada separadamente na parte interna da edificação, no ambiente a ser refrigerado.

Esse equipamento, é que realiza o lançamento do ar gelado no ambiente.

Instalação

A instalação destes aparelhos, exigem a contratação de um profissional técnico de refrigeração, especializado.

Pois, as 2 unidades, tem que ser interligadas por uma tubulação chamada de: Frigorígena.

Tubulação Frigorígena

A tubulação frigorígena, são as tubulações necessárias para a circulação do gás refrigerante entre as duas unidades.

E, normalmente são de cobre, dimensionadas e isoladas termicamente.

Desta forma, apesar de serem equipamentos de maiores dimensões e que necessitam de planejamento para instalação, o ar condicionado Split, é bem mais silencioso que o de janela.

Assim como, permitem menor consumo de energia e maior eficiência e desempenho no ambiente.

Com isso, os aparelhos dos modelos Split, com o tempo e o avanço tecnológico, desenvolvem cada vez maiores potências de BTU, em relação ao seu tamanho.

Além do aspecto mais moderno de suas evaporadoras.

Com isso, fazendo com que se harmonizem cada vez mais, na composição dos ambientes.

imagem Isofran

Sistemas de Refrigeração

Os aparelhos de ar-condicionado possuem basicamente, dois sistemas de refrigeração:

• Expansão indireta  
• Expansão direta

Vamos ver cada um deles.

Sistema de Expansão Indireta

É utilizado por duas categorias de dispositivos: os aparelhos compactos de janela e os aparelhos tipo Split.

Assim, este sistema é quando a refrigeração do ar é efetuada por um fluído refrigerante, gás.

E, o ar passando pela serpentina, contendo o fluído, se resfria, retornando ao ambiente.

Sistema de Expansão Direta

É utilizado por modelos de ar condicionado central, em edifícios maiores.

Assim, esse sistema, é quando a refrigeração do ar é efetuada pela utilização de água gelada.

Desta forma, os aparelhos resfriam o ar captado do ambiente, através da água gelada que circula na serpentina.

E assim, recebem a água gelada por uma tubulação hidráulica específica, dimensionada e isolada termicamente.

Assim, o ar passando pela serpentina contendo água gelada, se resfria, retornando ao ambiente.

Para se gelar a água que será usada nesse processo, podem ser utilizados:

• Chiller
• Torre de Resfriamento

Chiller

Utilizam-se para gelar a água, os equipamentos chamados Chiler, que gelam a água através de fluido refrigerante e um conjunto de evaporadores.

Assim, geralmente os edifícios maiores, têm estas unidades instaladas na sua laje de cobertura.

E, em shopping centers, aeroportos, entre outros, podem ter diversas destas unidades.

E, que cada uma delas, podem ser responsáveis por atender determinada parte da edificação.

Desta forma, se conduz a água gelada do Chiller, através da tubulação específica, para os equipamentos que ficam localizados nos ambientes a serem refrigerados, que são chamados de FanCoil.

imagem Chiller Radical

Torre de Resfriamento

Porém, em sistemas adotados para edifícios maiores, a eficiência é melhorada de forma significativa, adotando-se a torre de resfriamento. 

As torres de resfriamento utilizam a evaporação da água para remover o calor de processo e promover seu resfriamento.

O resfriamento nas torres abertas, se baseia em evaporação da água, feita por meio de ventiladores que sopram o ar ambiente em contracorrente com a água.

E, a torre de resfriamento, cria uma corrente de água, com temperatura mais baixa.

Então, essa água percorre através de um trocador de calor e com isso, resfria a serpentina quente, do condensador.

E, existem equipamentos de torres de resfriamento em diversos tamanhos e capacidades.

Também, em conjuntos de prédios, as torres de resfriamento e os equipamentos de ar condicionado, podem ser centralizados em locais estratégicos.

Na sequência, esta água resfriada é enviada para todos os prédios do conjunto.

Isso, através de grandes extensões de tubulação dimensionadas e isoladas termicamente, podendo ser inclusive, parte dela subterrânea.

imagem Megacal

Fan Coil

Assim, o Fan Coil, que faz a refrigeração do ar do ambiente, através da água gelada que ele recebe e que circula em sua serpentina.

Com isso, para para a troca de calor na passagem do ar ambiente.

E, depois do processo no Fan Coil, essa água que absorve o calor do ar ambiente, retorna ao Chiler e será novamente gelada.

imagem TD Ar Condicionado

Distribuição do Ar Refrigerado

Em prédios maiores, o ar condicionado normalmente funciona da seguinte forma.

Os evaporadores, são instalados dentro de uma câmara ou dentro de um sistema de distribuição de ar.

O sistema de distribuição de ar, impulsiona a corrente de ar através do evaporador.

E assim, enviando o ar para todo o edifício.

Porém, através de um conjunto de dutos metálicos, projetados e dimensionados para sua eficiência.

Desta forma, os dutos podem ser aparentes ou embutidos e isolados termicamente, no forro dos ambientes.

A unidade condensadora, fica instalada na parte externa do prédio, normalmente na laje de cobertura.

E, na parte interna do trocador de calor, contém um ventilador dimensionado, que impulsiona o ar.

Assim como, contém um compressor blindado e resistente às intempéries e também o sistema de controle de suas funções.

Também, permite a redução significativa do ruído dentro do edifício.

Porém, esse sistema provoca o aumento do ruído externo.

Assim, apesar desse sistema ser dimensionado com equipamentos maiores, de grande capacidade e para edifícios de grande porte.

É um tipo Split, que utiliza a parte quente e a parte fria separadas, e utilizando o mesmo princípio de funcionamento que um aparelho Split ou de janela de uso residencial.

E, sua utilização é maior em edifícios de escritórios, shopping centers, lojas de departamento, hospitais, faculdades, entre outros.

Ar Condicionado de Grande Porte

Vamos ver rapidamente o ar condicionado de grande porte.

Em edifícios maiores ou mais altos, o uso do sistema de ar condicionado do tipo Split, tem problemas de instalação.

Isso porque, a instalação da tubulação entre o condensador e o evaporador tornam-se muito extensas e com isso, excedem a limitação da distância.

Também, em instalações muito distantes, existe o problema de lubrificação do compressor ou da grande quantidade de dutos, sua extensão e dimensionamento.

Em virtude disso, utiliza-se um sistema de refrigeração com água gelada com o Chiller.

Assim, nestes sistemas que utilizam o Chiller, o sistema todo pode ser instalado na laje de cobertura ou outro local estratégico.

E, ele permite resfriar a água do sistema, entre aproximadamente: 4,5º C e 7,0º C.

Então, a água segue canalizada através de todo o prédio.

imagem Termix Climatização

Desta forma, com tubulações hidráulicas específicas, dimensionadas e isoladas termicamente, para os sistemas de distribuição de água gelada, para o ar condicionado.

Assim, um ponto importante, é que se estiver bem dimensionado e isolado, não existe um limite definido para a tubulação de refrigeração do Chiller.

Refrigeração com Água Gelada

Esse sistema de refrigeração com água gelada é bastante utilizado em shopping centers.

Assim, cada loja, recebe a tubulação de entrada e retorno de água gelada, que é instalada no equipamento da loja, o Fan Coil.

Esse aparelho e interligado ao sistema de dutos da loja e que vai proceder a refrigeração do ar deste ambiente.

Assim, estes dutos do ambiente, são projetados e dimensionados, de acordo com as características do ambiente, arquitetura, mobiliário, fontes de calor, entre outros.

imagem Amazon Dutos

E, desta forma, cada uma das diversas lojas, refrigeram ao ar somente do seu ambiente, independentemente do ar refrigerado das áreas comuns do Shopping, por exemplo, corredores, circulação, escadas, entre outros.

Conclusão

Neste artigo Ar Condicionado, pudemos ver o que é e como funciona, além dos vários aspectos do ar condicionado.

Assim como, a maneira como funcionam e os seus usos.

Isso, ajudando você a conhecer melhor este tema.

Espero que este artigo seja útil!

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