Superaquecimento HVAC: 7 fatos rápidos completos

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DEFINIÇÃO DE SUPERAQUECIMENTO HVAC | DEFINIÇÃO DE SUPERAQUECIMENTO HVAC

Superaquecimento no sistema HVAC é o calor que o refrigerante nas serpentinas do evaporador pode suportar, pelo que o refrigerante líquido ferve para formar um vapor. É um fato conhecido que a água se vaporiza em vapor quando a temperatura aumenta após um certo ponto. O mesmo princípio é usado em um sistema de refrigeração onde o fluido será um refrigerante e não apenas água.

Superaquecimento HVAC
Sistema HVAC (Créditos: Wikipedia)

Suponhamos que deixamos a água ferver além de um certo limite, então é óbvio que o vapor ficaria cada vez mais quente. Quando a temperatura do fluido aumenta, espera-se que a pressão também aumente e a água evapore como vapor.

Da mesma forma, o refrigerante no evaporador também começará a ferver com o calor adicional adicionado a ele. O processo de absorção de calor não para e continua. O calor absorvido pelo refrigerante à medida que ele muda de líquido para vapor em uma determinada temperatura é denominado superaquecido.

O superaquecimento em física também é definido como o aquecimento de um fluido além da temperatura de ebulição, onde se espera que o fluido esteja em um estado metaestável, em que os efeitos internos podem resultar na ebulição do fluido a qualquer momento.

O superaquecimento para um sistema HVAC é calculado durante a inicialização de uma unidade de refrigeração ou durante a resolução de um problema com o sistema operacional. Além disso, o sistema deve estar operando por mais de 15 minutos para atingir um estado estacionário e fazer uma leitura precisa. A leitura feita é comparada com os padrões da indústria.

FÓRMULA DE SUPERAQUECIMENTO HVAC

O Superaquecimento para um sistema HVAC é calculado como a diferença de temperatura entre a temperatura de saturação do fluido e a temperatura real do gás. Os refrigerantes usados ​​no sistema HVAC geralmente fervem em temperaturas mais baixas que a da água. Suponha que a temperatura de ebulição de um refrigerante seja -200C e é aquecido a -100C, então o refrigerante é superaquecido em 10 graus, embora a temperatura esteja em valor negativo.

Superaquecimento = Temperatura Atual – Temperatura de Ebulição

Um superaquecimento mais baixo sugere que o refrigerante é maior do que não há carga de calor suficiente, o que pode resultar na entrada de refrigerante líquido nas bobinas do compressor, resultando em danos. Embora um superaquecimento alto sugira que há uma quantidade limitada de refrigerante para a carga de calor, o que pode resultar em superaquecimento e a eficiência do sistema de refrigeração fica comprometida.

By calculando o superaquecimento, um engenheiro de HVAC pode saber quanto do líquido está entrando nas bobinas do evaporador ou até que ponto o refrigerante está se movendo através das bobinas.

COMO MEDIR O SUPERAQUECIMENTO EM HVAC?

Para medir o superaquecimento em HVAC, as seguintes etapas precisam ser seguidas, que são

  • É essencial medir a pressão na parte inferior do sistema usando um manômetro.
  • A pressão medida deve ser usada para determinar a temperatura usando um gráfico HVAC.
  • Na próxima etapa, é essencial medir a temperatura da linha de sucção que sai do condensador, mas deve estar de 4 a 6 centímetros de distância do compressor.
  • Essas medições podem ajudar na determinação do superaquecimento ou na obtenção do superaquecimento alvo. Suponha que a medição da temperatura na linha de sucção dê um valor de 55 graus e a conversão da pressão de sucção para a respectiva temperatura dê 40 graus como valor, então a diferença entre os dois valores dará o superaquecimento que é de 15 graus neste exemplo.

É essencial para um engenheiro HVAC saber como calcular, medir ou encontrar o superaquecimento alvo para um sistema HVAC. Também facilita a vida de um engenheiro de HVAC para solucionar problemas com o sistema de refrigeração.

O QUE É SUPERAQUECIMENTO E SUBRESFRIGERAÇÃO EM HVAC?

O que é superaquecimento?

O refrigerante que entra nas bobinas de um evaporador vaporiza completamente antes de se aproximar da saída do evaporador. O vapor fica frio à medida que evapora completamente. À medida que o vapor frio entra novamente nas serpentinas do evaporador, ele começa a absorver o calor do ambiente e depois fica superaquecido. À medida que o vapor fica superaquecido, ele absorve apenas o calor sensível nas serpentinas do evaporador. Este processo aumenta a eficiência do sistema

Efeito do superaquecimento

O superaquecimento ocorre a pressão invariável e temperatura superior à temperatura de saturação. Quando o vapor sofre aquecimento sensível, o processo é denominado superaquecimento. A eficiência do processo de refrigeração aumenta com o superaquecimento, mas a densidade do vapor diminui à medida que sai do evaporador e entra no compressor. Além disso, a quantidade de vapor que entra no compressor é subsequentemente reduzida.

A partir disso, podemos concluir que a capacidade do processo de refrigeração aumenta com o aumento do superaquecimento e diminui com a diminuição da densidade do vapor superaquecido. Portanto, o possível resultado destas tendências opostas pode ser estabelecido com base na quantidade de superaquecimento disponível.

O que é subresfriamento?

O subresfriamento é o processo pelo qual o refrigerante é resfriado a uma temperatura inferior à temperatura de saturação do refrigerante na pressão correspondente do condensador. O refrigerante que está sendo resfriado estará no estado líquido. O refrigerante pode ser sub-resfriado de duas maneiras diferentes, que são

  • Ao provocar modificações no condensador de modo que o processo de subresfriamento possa ser alcançado
  • Atualizar o sistema com trocadores de calor internos e externos melhoraria o processo de subresfriamento.

Efeitos do subresfriamento

A capacidade do processo de refrigeração é aumentada quando um refrigerante é subresfriado usando alguma fonte do refrigerante. Observa-se que a eficiência do sistema de refrigeração pode ser melhorada em 1% para cada 2 graus de subresfriamento. Existem novos designs de condensadores no mercado que podem melhorar o processo de subresfriamento, aumentando assim a eficiência do processo de refrigeração.

A produção de gás flash é mínima durante o processo de expansão e latitudes mais altas podem ser alcançadas, o que facilita o gerenciamento da tubulação e da localização do evaporador.

Importância do Subcool, Superaquecimento e diferença de temperatura

Para garantir que haja carga adequada de refrigerante em um sistema HVAC, é essencial calcular o superaquecimento, o subresfriamento e conhecer o gradiente de temperatura na bobina. A importância ou vantagens de conhecer o sub-resfriamento, superaquecimento e diferença de temperatura são fornecidas abaixo

1. Notifica um engenheiro de HVAC para ter níveis apropriados de refrigerante para alcançar alta eficiência e capacidade de refrigeração.

2. Auxilia no diagnóstico adequado e reparo do respectivo problema. ou seja, evita diagnosticar e reparar o evaporador quando o problema é com o compressor. Isso pode acabar sendo um erro caro.

3. Se o superaquecimento for observado abaixo, o possível problema deve ser que há muito refrigerante no evaporador.

4. Se o superaquecimento for muito alto, isso indica que a quantidade de refrigerante é muito baixa para a carga de calor disponível. As possíveis razões para o alto superaquecimento podem ser devido a bobinas do evaporador obstruídas ou unidade de medição defeituosa.

Diz-se que um sistema HVAC está funcionando com alto superaquecimento ou baixo subresfriamento quando há uma quantidade limitada de refrigerante nas serpentinas do evaporador e no compressor. A possível razão para o alto superaquecimento e baixo subresfriamento pode ser devido

1. Restrição na linha de líquido

2. Sistema de medição defeituoso

3. Fluxo de ar excessivo através das serpentinas do evaporador.

4. Bobinas do compressor obstruídas

5. Fluxo de ar limitado através das serpentinas do evaporador

SUPERAQUECIMENTO DE SUCÇÃO EM HVAC

Num sistema HVAC, a conversão de um refrigerante de líquido em vapor envolve a adição de calor ao sistema à temperatura de ebulição. O calor adicionado acima da temperatura de ebulição é denominado superaquecimento.

Para encontrar o superaquecimento na linha de sucção, é essencial conhecer a pressão de sucção e a temperatura de ebulição no evaporador a qualquer pressão. Este método de encontrar o superaquecimento a partir da pressão e da temperatura é frequentemente referido como método de temperatura-pressão para encontrar o superaquecimento.

À medida que o evaporador enrola cada vez mais calor, o refrigerante líquido começa a ferver e, em algum ponto, apenas vapor pode ser encontrado nas bobinas. Pode haver algum vapor que ainda esteja frio.

O vapor frio passa pelas serpentinas do evaporador e absorve calor, após certo ponto; todo o vapor disponível será aquecido a uma temperatura acima da temperatura de saturação. Depois que todo o líquido evapora, o calor adicional adicionado ao vapor é chamado de Superaquecimento de Sucção.

Exemplo: Um refrigerante em estado saturado entra nas bobinas do evaporador a 45F e esta temperatura é obtida a partir da pressão de sucção a 120 PSIG para R-410 A. A sonda de temperatura colocada na linha de sucção indica 55F. Pela leitura da temperatura na linha de sucção, fica evidente que o refrigerante está superaquecido em 10 graus.

Após a alteração do estado do refrigerante e a interrupção do processo, o resfriamento do refrigerante cessa. A temperatura do vapor frio aumenta rapidamente. O aquecimento do vapor refrigerante garante que nenhum líquido entre nas bobinas do compressor, reduzindo assim as chances de danos ao compressor.

TABELA DE CARREGAMENTO DE SUPERAQUECIMENTO HVAC

Freqüentemente, os fabricantes de sistemas HVAC fornecem gráficos de pressão-temperatura que facilitam a vida dos técnicos. Este gráfico ajuda um técnico a carregar um sistema HVAC com uma quantidade adequada de refrigerante. Esses gráficos geralmente são fornecidos próximos à unidade de condensação da unidade HVAC. A carga de refrigerante é baseada em fatores como a temperatura ambiente e a capacidade de carga do sistema.

A maioria dos condensadores em sistemas HVAC já está carregada com refrigerante. A carga de refrigerante no condensador e a configuração da linha dependerão do fabricante. Desta forma, o processo de instalação torna-se muito mais fácil para um engenheiro de HVAC. Os ajustes de carga podem ser feitos de acordo com o comprimento da linha configurada.

Este método de carregar unidades com refrigerante funciona bem com sistemas de refrigeração que vêm como um pacote em que o circuito requer reparo enquanto a carga deve ser recuperada. O refrigerante deve ser carregado conforme recomendado pelo fabricante em termos de onça. Existem meios de carregar um sistema HVAC sem usar um método apropriado de superaquecimento ou subresfriamento.

Quando um engenheiro de HVAC está carregando uma unidade HVAC, o técnico precisa obter a diferença exata de temperatura de onde o fluido mudou de estado. Se o superaquecimento for alto, o sistema ficará subcarregado e se o superaquecimento for baixo, o sistema ficará sobrecarregado. Este método de carregar o sistema é chamado método de superaquecimento e não é usado durante o carregamento de uma bomba de calor ou um ar condicionado.

Mas se um ar condicionado fosse equipado com um válvula de expansão termostática, então o sistema precisa ser carregado usando o método de superaquecimento ou subresfriamento.

CONCLUSÃO

É de grande importância para um engenheiro de HVAC compreender o superaquecimento e o subresfriamento, pois estão intimamente ligados ao diagnóstico de uma unidade HVAC. Para um aprendiz ou calouro no departamento de HVAC, é essencial saber como deduzir a capacidade de superaquecimento de um sistema HVAC. Além disso, deve-se também desenvolver habilidades na leitura dos gráficos de pressão-temperatura fornecidos pelo fabricante, já que atualmente a maioria das unidades é fornecida com esses gráficos.

Recomenda-se compreender as leis básicas associadas aos sistemas HVAC, como a Lei de Boyles, Calor Sensível, etc., o que facilitaria a vida de um engenheiro de HVAC. Também conceitos importantes sobre Superaquecimento alto, Superaquecimento baixo e Superaquecedor seria benéfico para um engenheiro mecânico ou um técnico.

PERGUNTAS E RESPOSTAS DA ENTREVISTA SOBRE SUPERAQUECIMENTO EM HVAC

1. O que é superaquecimento e subresfriamento em um sistema HVAC

Diz-se que um sistema HVAC está funcionando com alto superaquecimento ou baixo subresfriamento quando há uma quantidade limitada de refrigerante nas serpentinas do evaporador e no compressor.

2. Quais são as possíveis razões para o alto superaquecimento em uma unidade de refrigeração?

A possível razão para o alto superaquecimento pode ser devido às seguintes razões

1. Restrição na linha de líquido

2. Sistema de medição defeituoso

3. Fluxo de ar excessivo através das serpentinas do evaporador.

4. Bobinas do compressor obstruídas

5.  Fluxo de ar limitado através das serpentinas do evaporador

3. Como calcular o superaquecimento para um refrigerante a uma temperatura de 58.500C?

O superaquecimento é calculado como a diferença entre a temperatura de ebulição e a temperatura atual

Temperatura de ebulição do refrigerante = 48.500C

Superaquecimento = Temperatura Atual – Temperatura de Ebulição

Superaquecimento = 58.50 - 48.50

= 100C

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