245734597-Ventilacao-Forcada-e-Ar-Condicionado.pdf

VENTILAÇÃO
FORÇADA E AR
CONDICIONADO

Ventilação Forçada e Ar Condicionado
Colecção Formação Modular Automóvel
Título do Módulo Ventilação Forçada e Ar Condicionado
Coordenação Técnico-Pedagógica CEPRA - Centro de Formação Profissional da
Reparação Automóvel
Departamento Técnico Pedagógico
Direcção Editorial CEPRA - Direcção
Autor CEPRA - Desenvolvimento Curricular
Maquetagem CEPRA – Núcleo de Apoio Gráfico
Propriedade Instituto de Emprego e Formação Profissional
Av. José Malhoa, 11 - 1000 Lisboa
Edição 3.0 Portugal, Lisboa, 2000/03/14
Depósito Legal 148447/00
Copyright, 2000
Todos os direitos reservados
IEFP
“Produção apoiada pelo Programa Operacional Formação Profissional e Emprego, confinanciado pelo
Estado Português, e pela União Europeia, através do FSE”
“Ministério de Trabalho e da Solidariedade - Secretaria de Estado do Emprego e Formação”
Referências

Índice
ÍNDICE
DOCUMENTOS DE ENTRADA
OBJECTIVOS GERAIS ................................................................................................... E.1
OBJECTIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................ E.1
PRÉ-REQUISITOS .......................................................................................................... E.2
CORPO DO MÓDULO
0 – INTRODUÇÃO ...........................................................................................................0.1
1 – SISTEMA DE VENTILAÇÃO FORÇADA .
..................................................................1.1
1.1 – TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO DE AR .......................................................................1.2
1.1.1 – COMANDOS E COMPONENTES DA DISTRIBUIÇÃO DE AR ..........................1.4
1.2 – COMANDOS E ACTUADORES DO SISTEMA ................................................................1.5
1.3 – CIRCUITO HIDRÁULICO .
................................................................................................1.9
1.4 – ESQUEMAS ELÉCTRICOS, VELOCIDADES POR RESISTÊNCIA .
.............................1.10
1.5 – AQUECIMENTO ALTERNATIVO ...................................................................................1.11
1.5.1 – PRÉ-AQUECEDOR DO LÍQUIDO DE ARREFECIMENTO ...............................1.11
1.6 – ESQUEMAS ELÉCTRICOS, VELOCIDADES POR
COMANDO ELECTRÓNICO.
.........................................................................................1.13
2 – AR CONDICIONADO..................................................................................................2.1
2.1 – INTRODUÇÃO .................................................................................................................2.1
2.2 – TÉCNICA DO FRIO .
.........................................................................................................2.2
2.2.1 – CLIMA ..................................................................................................................2.2
2.2.2 – PRINCÍPIOS BÁSICOS .......................................................................................2.4
2.3 – O PRODUTO REFRIGERANTE ....................................................................................2.11
2.3.1 – HISTORIAL .......................................................................................................2.14
2.3.2 – A ATMOSFERA .................................................................................................2.15
2.3.3 – PRODUTO ECOLÓGICO (R 134a VERSUS R12) .
..........................................2.17

Índice
2.4 – FUNCIONAMENTO DO AR CONDICIONADO ..............................................................2.19
2.4.1 – CIRCUITO DO AGENTE FRIGORÍFICO ...........................................................2.21
2.5 – COMPONENTES DO AR CONDICIONADO .................................................................2.23
2.5.1 – O COMPRESSOR .............................................................................................2.24
2.5.2 – VÁLVULA REGULADORA .................................................................................2.36
2.5.3 – VÁLVULA EXPANSORA , TXV, E ORíFICIO.....................................................2.41
2.5.4 – O CONDENSADOR............................................................................................2.45
2.5.5 – VENTILADOR DO RADIADOR.
..........................................................................2.46
2.5.6 – O EVAPORADOR...............................................................................................2.48
2.5.7 – FILTRO SECADOR (DESIDRATADOR).............................................................2.49
2.5.8 – CIRCUITO DE SEGURANÇA.............................................................................2.53
2.5.9 – PARTICULARIDADES DO SISTEMA.................................................................2.59
2.6 – ASSISTÊNCIA TÉCNICA ..............................................................................................2.61
2.6.1 – TESTE DE RENDIMENTO ................................................................................2.62
2.6.2 – MANÓMETROS (EXEMPLOS).
..........................................................................2.63
2.6.3 – MEDIÇÃO DE TEMPERATURA .
........................................................................2.67
2.6.4 – DETECÇÃO DE FUGAS .
...................................................................................2.68
2.6.5 – CARGA DO SISTEMA ......................................................................................2.71
2.6.6 – ESTAÇÕES DE SERVIÇO .
................................................................................2.76
2.6.7 – EVACUAÇÃO, RECICLAGEM E ENCHIMENTO ..............................................2.78
3 – HIGIENE E SEGURANÇA .
.........................................................................................3.1
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................... C.1
DOCUMENTO DE SAÍDA
PÓS-TESTE .
...................................................................................................... S.1
CORRIGENDA DO PÓS-TESTE .
...................................................................... S.7
ANEXOS
EXERCÍCIOS PRÁTICOS ............................................................................................... A.1
GUIA DE AVALIAÇÃO DOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS .
................................................ A.3

DOCUMENTOS
DE
ENTRADA
DOCUMENTOS
DE
ENTRADA

Objectivos Gerais e Específicos do Módulo
E.1
OBJECTIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS
No final deste módulo, o formando deverá ser capaz de:
OBJECTIVO GERAL DO MÓDULO
Ficar apto para identificar os componentes e descrever o funcionamento
de um sistema de ventilação e ar condicionado instalado em veículos, bem
como diagnosticar e reparar avarias dos mesmos.
OBJECTIVOS ESPECÍFICOS
No final deste módulo, o formando deverá ser capaz de:
Descrever, sem margem de erro, o princípio de funcionamento do sistema
de ventilação e ar condicionado em veículos.
Efectuar carga e recuperação de gás de sistemas de ventilação e ar condici-
onado na reparação.
Aplicar as normas de segurança a respeitar na reparação, montagem e des-
montagem de sistemas de ventilação e ar condicionado de veículos.
Identificar os diversos equipamentos existentes no mer-cado para a repara-
ção, carga, recuperação e detecção de fugas em sistemas de ar condicio-
nado.

PRÉ-REQUISITOS
COLECÇÃO FORMAÇÃO MODULAR AUTOMÓVEL
OUTROS MÓDULOS A ESTUDAR
Legenda
Construção da
Instalação Eléctrica
Componentes do
Sistema Eléctrico e
sua simbologia
Electricidade Básica
Magnetismo e
Electrogagnetismo -
Motores e Geradores
Tipos de Baterias e
sua Manutenção
Tecnologia dos Semi-
Condutores -
Componentes
Circ. Integrados,
Microcontroladores e
Microprocessadores
Leitura e Interpretação
de Esquemas
Eléctricos Auto
Características e
Funcionamento dos
Motores
Distribuição
Cálculos e Curvas
Características do
Motor
Sistemas de Admissão
e de Escape
Sistemas de
Arrefecimento
Lubrificação de
Motores e
Transmissão
Alimentação Diesel
Sistemas de
Alimentação por
Carburador
Sistemas de Ignição
Sistemas de Carga e
Arranque
Sobrealimentação
Sistemas de
Informação
Lâmpadas, Faróis e
Farolins
Focagem de Faróis
Sistemas de Aviso
Acústicos e
Luminosos
Sistemas de
Comunicação
Sistemas de
Segurança Passiva
Sistemas de Conforto
e Segurança
Embraiagem e Caixas
de Velocidades
Sistemas de
Transmissão
Sistemas deTravagem
Hidráulicos
Sistemas de Direcção
Mecânica e Assistida
Geometria de Direcção
Órgãos da Suspensão
e seu Funcionamento
Diagnóstico e Rep. de
Avarias no Sistema de
Suspensão
Ventilação Forçada e
Ar Condicionado
Sistemas de
Segurança Activa
Sistemas Electrónicos
Diesel
Diagnóstico e
Reparação em
Sistemas Mecânicos
Unidades Electrónicas
de Comando, Sensores e
Actuadores
Sistemas de Injecção
Mecânica
Sistemas de Injecção
Electrónica
Emissões Poluentes e
Dispositivos de
Controlo de Emissões
Análise de Gases de
Escape e Opacidade
Diagnóstico e
Reparação em
Sistemas com Gestão
Electrónica
Diagnóstico e
Reparação em
Sistemas Eléctricos
Convencionais
Rodas e Pneus Manutenção
Programada
Termodinâmica
Gases Carburantes e
Combustão
Noções de Mecânica
Automóvel para GPL
Constituição de
Funcionamento do
Equipamento Con-
versor para GPL
Legislação Específica
sobre GPL
Processos de
Traçagem e
Puncionamento
Processos de Corte e
Desbaste
Processos de Furação,
Mandrilagem e
Roscagem
Noções Básicas de
Soldadura
Metrologia
Rede Eléctrica e
Manutenção de
Ferramentas Eléctricas
Rede de Ar Comp. e
Manutenção de
Ferramentas
Pneumáticas
Ferramentas Manuais
Módulo em
estudo
Pré-Requisito
Introdução ao
Automóvel
Desenho Técnico Matemática (cálculo) Organização Oficinal
Física, Química e
Materiais
Sistemas de Travagem
Antibloqueio
E.2
Pré-Requisitos

CORPO
DO
MÓDULO
CORPO
DO
MÓDULO

Introdução
0.1
0 - INTRODUÇÃO
Por todo o mundo, o automóvel é um componente imprescindível do nosso dia-a-dia, desde a época
em que aparece (mais de cem anos) que aumentam os seus adeptos, admiradores assombrados com
a façanha da descoberta e fascinados com a tecnologia. Qualquer pretexto é bom para conduzir, sendo
imprescindível a segurança e o conforto. Para tais requisitos é de enorme importância a climatização do
habitáculo, pois a temperatura, o vento, a humidade, são determinantes para o bem-estar, e proporcionar
uma condução segura.
A estabilidade e insonorização da viatura, são perturbadas com a abertura de vidros durante a
deslocação da mesma. Gases de escape e cheiros não devem entrar no habitáculo.
Complexos sistemas equipam hoje as viaturas, acentando a sua tecnologia em conceitos conhecidos,
mas por processos diferentes.
Não é o objectivo deste módulo abordar pontualmente um ou outro sistema, mas sim generalizar
dotando o técnico de conhecimentos, que adaptados a cada caso, será de elevada importância no
êxito da intervenção no sistema abordado neste módulo.

Sistema de Ventilação Forçada
1.1
1 – SISTEMA DE VENTILAÇÃO FORÇADA
Com este sistema, pretende-se que um fluxo de ar controlado, entre no habitáculo, seja filtrado e
aquecido ou não conforme as necessidades.
Assim, em todas as viaturas é instalado (desde há muito) um sistema de aquecimento do habitáculo.
Este sistema consiste em fazer circular um fluxo de ar através de um radiador em derivação com o
circuito do líquido de arrefecimento do motor. Havia casos em que era utilizado ar quente proveniente
do ambiente do motor por estes não usarem arrefecimento por líquido. Esta é a forma de aquecer o
habitáculo. A forma de o arrefecer, será ainda objecto de estudo neste módulo.
Fig. 1.1 – Ventilação do habitáculo
A deslocação do veículo é aproveitada para forçar o ar a entrar no habitáculo, e assim a ventilação
faz-se da frente para trás, entrando filtrado, é controlado e sai do habitáculo pela traseira do veículo
(zona da chapa de matrícula, pára-choques, farolins traseiros, etc.) ou até como mostra a fig. 1.1, pela
lateral no pilar B.

1.2
1.1 – TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO DE AR
As duas figuras seguintes mostram um dos sistemas de ventilação do habitáculo. Na fig. 1.2 o ar circula
através do permutador (radiador) e portanto, ar quente (caso o líquido de arrefecimento do motor
também o esteja). Na fig. 1.3 o fluxo de ar é desviado pela comporta de mistura (3) e não atravessa o
permutador (radiador), portanto gera ar à temperatura ambiente.
1 – Permutador de calor para o habitáculo; 2 – Evaporador (se existir A/C);
3 – Comporta misturadora.
Fig. 1.2 – Ventilação de ar quente
A temperatura do ar enviado aos difusores é assim neste caso determinada pela posição da comporta
de mistura (3 na Fig. 1.2), a qual pode desviar o fluxo de ar proveniente do exterior directamente para
a zona de distribuição ou para o permutador de calor.

Ventilação Forçada e Ar Condicionado 1.3
1 – Permutador de calor para o habitáculo; 2 – Evaporador (se existir A/C);
3 – Comporta misturadora
Fig. 1.3 – Ventilação sem aquecimento do ar
A temperatura que sai nos difusores é conseguida (como atrás foi referido) fazendo circular o líquido
de arrefecimento através de um radiador situado dentro do habitáculo, oculto pelo tablier.
Foi nalguns casos utilizado um sistema diferente, pois não existindo líquido de arrefecimento, restava a
utilização do calor do motor da viatura, canalizado para dentro do habitáculo. Presentemente, utilizando
o radiador dentro do habitáculo (1 na Fig. 1.3), dois sistemas subsistem:
Circulação permanente do líquido através do radiador do habitáculo, e controlo do
ar através da comporta (como na figura);
Circulação do líquido através do radiador do habitáculo interrompida por uma válvu-
la (eléctrica ou mecânica).

1.4
1.1.1 – COMANDOS E COMPONENTES DA DISTRIBUIÇÃO DE AR
1 – Selector de temperatura; 2 – Selector de velocidades do ventilador
3 – Selector de posição de ventilação; 4 – Ar condicionado, se existir
5 – Recirculação de ar
Fig. 1.4 – Painel de comando do sistema de ventilação do habitáculo
A direcção do fluxo de ar que
entra no habitáculo é contro-
lada por comportas e para
controlar a quantidade é utili-
zado recorrer a um ventila-
dor com várias velocidades,
pois a velocidade de deslo-
cação do veículo não é per-
mite controlar a entrada de ar
na quantidade desejável, em
todas as situações.
1 – Permutador de calor; 2 – Motor; 3 – Turbina; 4 – Colector;
5 – Cobertura; 6 – Cobertura; 7 – Suporte; 8 – Conduta de
condensação (se existirA/C); 9 – Conduta de ventilação flexí-
vel; 10 – Conduta de ventilação rígida; 11 - Difusores.
Fig. 1.5 – Componentes do sistema de ventilação do habitáculo

1.2 – COMANDOS E ACTUADORES DO SISTEMA
Fig.1.6 – Distribuição de fluxos de ar
1 – Painel de comandos; 2 – Selector de temperatura; 3 – Selector de velocidades;
4 – Recirculação de ventilação; 5 – Recirculação de fluxo de ar; 6 – Resistências
para velocidade; 7 – Ventilador; 8 – Permutador; 9 – Fichas.
Fig.1.7 – Sistemas de ventilação

1.6
A fig. 1.7 mostra um tipo de comandos intermédio no que diz respeito à tecnologia aplicada, ou seja,
existem sistemas em que todos os actuadores são mecânicos (por cabo, pneumático ou tirante):
Comando das comportas controladoras de fluxo de ar;
Comando da comporta de recirculação;
Comando da comporta misturadora (caso exista);
Comando da válvula do circuito hidráulico (caso exista);
Existem também em viaturas de uma segmento superior sistemas de climatização em que:
As comportas são accionadas electricamente;
A válvula do circuito hidráulico é accionada electri-camente.
Neste caso (fig. 1.7) as comportas são accionadas por cabo, sendo a recirculação de ar accionada
electricamente, com temporização.
Exemplo de uma válvula mecânica:
1 – Motor
2 – Permutador (radiador)
3 – Accionamento por depressão
Fig. 1.8 – Válvula hidráulica mecânica (pneumática)
1
2
3

A Recirculação de ar é uma característica da maioria dos sistemas, e permite que o ar circule apenas
no habitáculo fechando a entrada de ar (quase totalmente) do exterior. Situação necessária quando em
utilização de percursos com poeira ou cheiros.
A – Ar exterior.
B – Ar do habitáculo.
C – Habitáculo.
1 – Comporta de recirculação.
2 – Motor de ventilador.
Fig.1.9 – Recirculação
A velocidade do ar que entra no habitáculo também deve ser controlada para evitar mal estar aos
ocupantes. Comprovou-se que a velocidade do ar deve estar compreendida entre 7 e 25cm/seg dado
que a velocidade do veículo influencia a entrada de ar no habitáculo, a rotação do ventilador interno é
controlada (nalguns sistemas) pela unidade de climatização de modo a manter constante, tanto quanto
possível, o caudal de ar a entrar no habitáculo.
Esta particularidade do sistema de ventilação do habitáculo, a recirculação, é accionada manualmente
por um interruptor (Fig. 1.10) situado (normalmente) na consola do tablier.
1 – Interruptor
Fig. 1.10 – Comando de recirculação de ventilação

1.8
No entanto, em veículos de um segmento elevado, existem sistemas automáticos de recirculação,
dependentes de um sensor de qualidade do ar, reagindo a gases de escape ou industriais, informando
a unidade electrónica de climatização e esta por sua vez, fazendo actuar o pequeno motor eléctrico que
faz girar a comporta, fechando a entrada de ar no habitáculo.
Nalguns casos também com sistemas de gestão de climatização, o fecho do habitáculo é temporizado,
não indo para além de 20 minutos, a partir daí (variando também com o número de ocupantes,
com a humidade atmosférica e com a diferença térmica entre o interior e o exterior) o ar torna-se
excessivamente viciado, e seco.
O Sistema de ventilação foi dotado de um filtro (a partir dos anos 90 tornou-se mais popular), de
modo a que todo o ar que entra no habitáculo terá necessariamente que por ele passar, para obter a
melhor qualidade possível do ar e evitar a entrada de substâncias nocivas, este filtro tem substituição
programada(em função do fabricante da viatura). Em média tem uma vida útil de 30.000 kms.
1 – Caixa do filtro; 2 – Suporte; 3 – Filtro de pólen
Fig. 1.11 – Filtro de habitáculo
1 2 3

1.9
1.3 – CIRCUITO HIDRÁULICO
Este circuito é importante no que diz respeito à parte de aquecimento da ventilação. O permutador
2 (ou radiador de chauffage) é um circuito em derivação com o circuito de arrefecimento do motor
(aconselha-se abrir a válvula hidráulica 8 para melhor purgar o circuito do líquido de arrefecimento,
caso seja necessário uma intervenção e este nível), a válvula hidráulica interrompe apenas um dos dois
tubos do circuito do permutador 2, e tem desvantagem de tornar este sistema mais lento na reacção
das mudanças quente para frio ou vice versa (operadas pelo utilizador), em relação ao outro sistema
de comporta misturadora.
1 – Vaso de expansão do circuito de arrefecimento do motor
2 – Permutador (radiador) de calor para aquecimento do habitáculo
3 – Caixa de termóstato
4 – Tubagens do circuito de arrefecimento
5 – Radiador do circuito de arrefecimento do motor
6 – Permutador de calor do óleo do motor
7 – Bomba do líquido de arrefecimento
8 – válvula para interrupção do aquecimento do habitáculo
Fig. 1.12 – Circuito do liquido de arrefecimento

1.10
1.4 – ESQUEMAS ELÉCTRICOS, VELOCIDADES POR RESIS-
TÊNCIAS
Trata-se de um exemplo de esquema para um sistema simples de quatro velocidades utilizando
resistências de queda de tensão ao motor do ventilador do habitáculo.
No capítulo seguinte serão abordados sistemas de ventilação mais elaborados agregados ao ar
condicionado.
1 – Controlo do ventilador
1.1 – Selector de velocidades do motor do ventilador
1.2/1.3 – Interruptor do motor de recirculação de ar do habitáculo
1.6 – Indicador de recirculação do ar do habitáculo
R 11 – Resistências para velocidades do motor do ventilador
M – Motor do ventilador
Y – Motor actuador de recirculação de ar do habitáculo
Fig. 1.13 – Esquema eléctrico

1.11
1. 5 – AQUECIMENTO ALTERNATIVO
Em climas de temperaturas mais baixas, como por exemplo nos Países do Norte da Europa, o sistema
tratado neste capítulo tem um sub-sistema para aquecimento alternativo do habitáculo. Sabemos já
que o referido aquecimento está dependente do aquecimento do líquido de arrefecimento do motor, e
assim, far-se-ão os primeiros quilómetros (dependendo da carga aplicada ao motor, nesse período de
aquecimento) sem aquecimento do habitáculo. Por essa razão, os sistemas de climatização (por opção
do país importador) são dotados de aquecimento por resistências eléctricas (PTC), e o esquema eléctrico
aqui representado será completado com o anexo do sub-sistema (PCS e respectivo comando).
1.5.1 - PRÉ-AQUECEDOR DO LÍQUIDO DE ARREFECIMENTO
Nalguns casos, o aquecimento do habitáculo é beneficiado com o aquecimento também por resistências
eléctricas do circuito de arrefecimento do motor, para acelerar o processo de aquecimento do líquido de
arrefecimento. Com o líquido quente em menos tempo, temos aquecimento do habitáculo em menos
tempo também.
O controlo das resistências de aquecimento do líquido de arrefecimento do motor, neste caso, não é
feito no sistema de aquecimento do habitáculo.
Como atrás referido, a função do sistema é aquecer o interior da viatura durante o período de
aquecimento do motor. Quando a temperatura do líquido de arrefecimento do motor atinge cerca de
800 C, o pré-aquecedor desliga-se. São utilizados dois princípios de funcionamento, um totalmente
eléctrico, mencionado anteriormente (utilizado normalmente para veículos a gasolina), outro com uma
componente mais mecânica, gerido electronicamente (utilizado normalmente em veículos diesel):
Uma pequena bomba de combustível
representada por 1 na Fig.1.1.4, reti-
ra-o do lado da admissão do filtro de
combustível, bombea-o para o pré-
aquecedor, alimenta o queimador e
aquece um permutador montado para
o efeito no circuito de arrefecimento
do motor.
1 – Bomba de gasolina; 2 – Pré – Aquecedor
Fig. 1.14 – Aquecimento suplementar do líquido de arrefecimento
1
2

1.12
Qualquer dos sistemas utilizados têm normalmente auto-diagnóstico (equipamento do fabricante).
A unidade electrónica de um ou de outro sistema necessita de informação da temperatura do motor,
para desligar o sistema quando o motor atingir a temperatura atrás referida, e de uma ligação ao
alternador (normalmente ao terminal D+), pois em caso de avaria no mesmo que não lhe permita
alimentar o circuito do veículo, bem como carregar a bateria, desliga-se este sistema de aquecimento
suplementar visando a economia de energia, dado o elevado consumo de corrente (especialmente o
sistema que utiliza resistências eléctricas).
K – Unidade de controlo do pré-aquecedor
G2 – Alternador
S69 – Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento
X – Ficha de diagnóstico
M69 – Actuador do pré-aquecedor
Fig. 1.15 – Esquema de blocos do pré-aquecedor

1.13
1.6 – ESQUEMAS ELÉCTRICOS – VELOCIDADES POR
COMANDO ELECTRÓNICO
Sistema com Variação Contínua de Velocidade dos Motores dos ventiladores. Trata-se de um sistema,
em que as velocidades dos ventiladores, e os motores accionadores das comportas, são controlados
electronicamente.
1 – Motor actuador da comporta distribuidora de fluxo de ar
2 – Motor actuador da comporta misturadora
3 – Motor actuador da recirculação de ar
4 – Controlo electrónico do motor ventilador
5 – Motor ventilador
6 – Unidade de comando electrónico de climatização
Fig. 1.16 – Esquema eléctrico – ventilação por processador

Ar Condicionado
2 – AR CONDICIONADO
Fig. 2.1 – Refrigeração do habitáculo
2.1 – INTRODUÇÃO
Em finais do Sec. XIX Carl Von Linde liquefaz o ar. É à máquina utilizada para este efeito que se fica a
dever o frigorífico, e o equipamento de ar condicionado.
Em 1927 começa-se a pensar em conduzir num habitáculo cuja temperatura fosse mais baixa que a
exterior. Na América (EUA) barras de gelo e um ventilador fazem baixar a temperatura do habitáculo.
Pakard (Construtor Americano) em 1940 fabrica 1000 veículos com ar condicionado. As caixas térmicas
transportadas nas carroçarias passaram para pequenos recipientes no habitáculo. Durante a guerra
parou, voltou em 1950, mas foi em 1965 que se impôs.
Em 1970, surgem os “Cool-Packs, sistema conjunto de aquecimento, ventilação e refrigeração.
Impôs-se a refrigeração com compressor, e não se prevê a curto prazo alterações significativas no
sistema por compressor. Construções aerodinâmicas e grandes superfícies vidradas contribuíram cada
vez mais para a utilização do ar condicionado, com vista à obtenção de uma boa climatização do
habitáculo.

2.2
Ar Condicionado
2.2 – TÉCNICA DO FRIO
2.2.1 – CLIMA
Foi referido anteriormente os inconvenientes das janelas e tectos abertos para controlar a temperatura
do habitáculo, de modo a permitir uma condução segura e descontraída, proporcionando aos ocupantes
conforto. Manter o ambiente com bases higiénicas e fisiológicas para uma atmosfera pura, temperada e
tanto quanto possível desumidificada é pois a função do ar condicionado.
Temos assim a explicação do termo “clima”, ou seja o envolvimento térmico do Homem, tendo como
componentes mais importantes, a temperatura e a velocidade do ar, a radiação térmica incidente e o
teor da humidade atmosférica.
Além de refrigerar, o ar condicionado elimina a humidade, o pó e as partículas de pólen do ar em
circulação no habitáculo.
A humidade relativa é a medida do conteúdo de vapor de água existente no ar, e é um factor importante
para o conforto dos ocupantes da viatura porque:
Afecta directamente a velocidade de evaporação de água, A velocidade de
evaporação determina a quantidade de calor absorvida durante um determi-
nado tempo.

Ar Condicionado
Assim, quando o ar é seco a água evapora-se mais facilmente, absorvendo o calor.
Uma gota de álcool sobre a pele é um bom exemplo: o álcool evapora com rapidez, absorvendo calor
ao mudar de estado líquido para o estado gasoso. Este processo produz uma sensação de frescura
na pele.
Quando o ar contém muito vapor de água, a evaporação é mais lenta. Ao reduzir a humidade é possível
conseguir conforto a temperaturas mais elevadas, pois o conforto é o resultado de uma combinação
de temperatura e humidade. Estudos efectuados demonstram que o esforço corporal (transpiração e
frequência cardíaca) aumenta proporcionalmente com a carga climatérica (temperatura/humidade).
Este aumento de esforço provoca cansaço, incómodo, e prejudica a atenção do condutor.
A temperatura é pois um factor importante que deve ser levado em conta para uma condição ideal
de condução (temperatura situada entre 200 e 220 C), no entanto, o outro factor já aqui referido, a
humidade não o é menos importante. A humidade relativa deve estar compreendida entre os 30%
e os 70%. Abaixo dos 30% dá-se uma desidratação da mucosa do nariz e garganta e uma maior
possibilidade de infecções no aparelho respiratório. Com a humidade relativa superior a 70% é produzida
uma desagradável sensação de humidade em certas zonas da pele.
A – Esforço
B – Zona de conforto
C – Carga climatérica
1 – Transpiração
2 – Frequência cardíaca
3 – Temperatura do corpo
Fig. 2.3 – Efeito da carga climática sobre o corpo humano
1
2
3
C

2.4
Ar Condicionado
2.2.2 – PRINCÍPIOS BÁSICOS
Para a compreensão do funcionamento de um sistema de ar condicionado, é essencial um conhecimento
básico de alguns fundamentos de física e química.
Há vários fundamentos de física e química que se aplicam aos sistemas de refrigeração dos
automóveis:
Comportamento do calor;
Propriedades de líquidos e gases;
Comportamento dos agentes frigoríficos (R-12 e R-134 a);
Efeitos do calor e da pressão sobre líquidos e gases.
Fig. 2.4 – Toda a matéria contém calor
Toda a matéria contém energia. Parte desta energia é térmica, ou seja, calor. O que normalmente
chamamos frio é a ausência de calor. O escuro tem uma definição semelhante: a ausência de luz.
A compreensão do conceito “frio” é essencial para entender como funciona o ar condicionado. Um
sistema de ar condicionado não faz frio, o que faz é absorver o calor do habitáculo e expulsá-lo para o
exterior do veículo.

Ar Condicionado
Um termómetro mede a temperatura, ou intensidade da energia térmica, sendo esta intensidade o nível
de actividade das moléculas de uma determinada substância. A temperatura mede-se em graus célcios
ou centígrados (C) ou ainda, menos utilizada, em unidades Fahrenheit (F). 1000 C 2120 F.
Assim, os termómetros medem a intensidade da energia, não podem medir a quantidade da energia
presente. O Joule é a medida de energia ou de calor de um objecto. É também a quantidade de calor
necessária para elevar num grau C, a temperatura de um Kilo de água ao nível do mar.
O BTU (medida Inglesa que significa British
Térmic Unity), é utilizado para medir a quanti-
dade de energia calorífica que é transferida.
Assim, esta unidade pode ser utilizada para
medir a quantidade de energia (calorífica),
que um sistema de ar condicionado pode
transferir de dentro do habitáculo para o ex-
terior.
BTU é a quantidade de calor necessária para
elevar um grau centígrado na temperatura,
de uma libra de água ao nível do mar.

Fig. 2.5 – Unidade Inglesa (BTU)
De igual modo, dois objectos que estão num ambiente à mesma temperatura, podem conter quantidades
muito diferentes de energia (calorífica).
Fig. 2.6 – Temperatura e quantidade de energia
+ 1º C
1 Libra
de
água
BTU
1000 BTU
71º C 71º C

Ar Condicionado
FLUXO DE CALOR
Fundamento I
O calor movimenta-se sempre dos níveis de temperatura mais elevados para os
menos elevados.
Fig. 2.7 – Transferência de temperatura
O movimento térmico pára, quando ambos os níveis de temperatura apresentarem
o mesmo valor.
Fig. 2.8 – Equilíbrio de temperatura
2.6

Ar Condicionado
Um sistema de refrigeração de um motor de automóvel é um exemplo dos diferentes tipos de
transferência de calor: condução, convecção e radiação. O processo de transferência de calor faz-se
por todo o sistema:
TRANSMISSÃO POR CONDUÇÃO
O calor transmite-se pelo contacto das partícu-
las que formam os corpos sólidos, líquidos e ga-
sosos.
Nas câmaras de combustão o combustível quei-
ma-se gerando enormes quantidades de calor.
Dado que o líquido de arrefecimento do motor
mantêm as partes do motor a uma temperatura
mais baixa, que a produzida nas paredes das
câmaras de combustão, o calor é transferido
através do líquido de arrefecimento, do motor
para o exterior (sempre dentro do circuito) para
o seu arrefecimento. Este tipo de transmissão
denomina-se condução - transmissão de calor
através de um sólido.
TRANSMISSÃO POR CONVECÇÃO
O calor transmite-se pelo movimento das partículas de um líquido ou gás.
Fig. 2.10 – Transmissão de calor por convecção
Fig. 2.9 – Transmissão de calor por condução
2.7

Ar Condicionado
A bomba de água é o orgão que efectua o movimento do líquido de arrefecimento atrás descrito, do
motor ao radiador. Este movimento de calor de lugar para o outro, utilizando uma via de transferência
líquida denomina-se convecção.
TRANSMISSÃO POR RADIAÇÃO
O calor transmite-se de um corpo para o outro, sem partículas portadoras mas por
ondas electromagnéticas.
Fig. 2.11 – Transmissão de calor por radiação
No radiador produz-se de novo uma transferência por condução, e também uma transferência de calor
por radiação (através do ar).
Fig. 2.12 – Efeito de radiação
2.8

Ar Condicionado
Em princípio, o sistema de ar condicionado faz o mesmo que o sistema de arrefecimento do motor.
Este último transporta calor do motor por meio do líquido de arrefecimento, o mesmo se passa com o
sistema de ar condicionado que transporta calor do habitáculo por meio do produto refrigerante. Ambos
os sistemas eliminam o calor (baixam a temperatura) expulsando-o para o ar exterior.
Fig. 2.13 – Efeito de radiação
Fundamento II
Para transformar um liquido em vapor é necessário energia sob a forma de calor.
Se, por exemplo a água ferver num bico de gás, absorve uma grande quantidade de
calor, sem alterar a sua temperatura na evaporação.
Fig. 2.14 – Efeito de evaporação
2.9

Ar Condicionado
Pelo contrário, se for retirado o calor ao vapor, ele condensa sob a forma líquida.
Fig. 2.15 – Efeito de condensação
A temperatura a que a água ferve ou a que a água se transforma em vapor depende
da pressão. Com um aumento de pressão, a temperatura de ebulição aumenta.
Fundamento III
Fig. 2.16 – Efeito da pressão na temperatura
2.10

Ar Condicionado
Ao comprimir um gás aumenta também a sua temperatura. Se fecharmos por exem-
plo, a saída de ar de uma bomba de bicicleta, tapando-a com o polegar e efectuarmos
um movimento de bombagem, a bomba aquece. O aumento da pressão é iden-
tificável através de molejamento da haste do êmbolo para trás.
O aumento da temperatura do gás explica-se porque a mesma quantidade de água
se concentra num volume mais pequeno. Portanto, a temperatura de um gás pode
aumentar sem adicionar calor. Isto é o que se passa dentro de um compressor de
ar condicionado, que utiliza pressão para concentrar o calor de um gás. Produz-se
uma transferência de calor, quando o gás entra em contacto com uma superfície de
temperatura inferior. Se retirar calor do gás a alta pressão e a alta temperatura,
este condensa-se em líquido. A diminuição da pressão deste líquido faz com que
absorva calor ao mudar de estado.
Fig. 2.17 – Comportamento de um gás quando
comprimido
2.3 – O PRODUTO REFRIGERANTE
O produto refrigerante é o meio de transporte do calor. Tem a missão de absorver o calor do habitáculo
e de o devolver ao ar exterior noutro local. O calor é, assim contrariado no seu fluxo normal. Para esse
efeito o produto refrigerante tem capacidade de transformar o seu estado de liquido para gasoso e vice-
versa, num processo contínuo.
2.11

Ar Condicionado
Ciclo do Frio
O produto refrigerante liquido (R 134 a) absorve na evaporação calor ambiente
(Fundamentos I e II);
Os vapores são comprimidos e atingem uma temperatura superior à temperatura
ambiente (Fundamento III);
O ar ambiente mais frio absorve calor e volta a condensar o vapor sob a forma
liquida (Fundamento I e II);
Fig. 2.18 – Mudança de estado físico
Ao estudarmos a curva de pressão do gás do produto refrigerante, observam-se as seguintes
características principais:
Sob uma pressão atmosférica normal (cerca de um bar), a água evapora a 1000
C, enquanto que a evaporação do produto refrigerante (neste caso o R134 a),
dá-se aos -30 ºC.
2.12

Ar Condicionado
Numa pressão habitual de trabalho de um sistema de A/C de 3 bares o ponto de
ebulição encontra-se a cerca de 50 ºC (o ponto de ebulição do produto refrigerante
depende da pressão e da temperatura).
Em função das condições de pressão e temperatura do sistema de ar condicionado,
o produto refrigerante altera o seu estado físico de líquido para gás e vice versa.
Fig. 2.19 – Comportamento do produto refrigerante em função da pressão e
temperatura
Na sua aplicação ao sistema de ar condicionado do automóvel são levantadas a um produto refrigerante
as seguintes propriedades:
Estabilidade química em toda a gama de valores de pressão e temperatura
pertinentes não poderá decompor-se nos seus componentes;
1
2.13

Ar Condicionado
Neutralidade química em relação aos componentes do ar condicionado – não poderá
entrar em combinação com os componentes metálicos (por exemplo o compressor),
não metálicos (por exemplo tubagens e juntas), o lubrificante do compressor, com o
oxigénio do ar eventualmente existente e com o vapor de água do sistema.
2.3.1 – HISTORIAL
A indústria procurou, durante muito tempo, um produto refrigerante que satisfizesse todos estes
requisitos.
Fig. 2.20 – Máquina de vapor frio de Jacob Perkins
A par do éter, que não pôde impor-se devido aos riscos de explosão envolvidos, o amoníaco (R 717) foi
um produto refrigerante que ajudou a promover a indústria do frio em todo o mundo, sendo ainda hoje
um dos mais usados refrigerantes.
Os hidrocarbonetos fluoretados, como por exemplo o R12, foram pela primeira vez propostos como
materiais de trabalho no princípio dos anos 30. A sua principal vantagem é, a par de boas propriedades
termotécnicas, também o facto de não serem inflamáveis nem tóxicos.
2.14

Ar Condicionado
2.15
A sua capacidade de dissolução em óleos permitiu a inclusão do lubrificante (óleos minerais levemente
refinados; no caso do R 134a agora um óleo sintético) do compressor no circuito geral, sem
a necessidade de se criar um sistema de lubrificação adicional. O produto refrigerante R 12, uma
combinação de hidrocarbonetos totalmente halogenizada, tornou-se, sob a designação abreviada de
HCFC (hidrocarbonetos clorofluoretados), tristemente célebre como “exterminador de ozono”.
2.3.2 – A ATMOSFERA
A terra é envolvida por uma mistura gasosa, designada por atmosfera. Um dos seus componentes
importantes é o Ozono, que juntamente com a luz solar, faz com que a nossa atmosfera se torne
azulada.
A – Troposfera
B – Estratosfera
C – Terra
Fig. 2.21 – Envolvimento do planeta
Os raios solares ultravioletas nocivos (causadores por exemplo do cancro da pele) são em grande parte
absorvidos pela Camada de Ozono, através de complexas reacções químicas, chegando à terra em
doses inofensivas para os seres vivos.
O ozono (O3
, Oxigénio Triatómico) é um gás derivado do oxigénio pela reacção:
3 O2
2 O3
A
B
C

Ar Condicionado
É de cor azulada. Encontra-se no ar e na estratosfera tem concentração tão alta que forma uma
verdadeira barreira, actuando como filtro atrás descrito (Fig.2.21).
Os dois átomos de cloro (Fig. ) actuam sobre as moléculas de Ozono, gerando primeiro Óxido de Cloro
e Oxigénio (CLO) e Dióxido de Dicloro (CL2
O2
), que liberta um átomo de cloro:
CL2
O2
CL O2
+ CL
Na continuação o Dióxido de Cloro decompõe-se em Cloro e Oxigénio:
CL O2
CL + O2
Os átomos de Cloro livres reiniciam o ciclo.
Assim, um só átomo de cloro pode destruir 100.000 moléculas de Ozono, e a consequente destruição
da camada de ozono.
Fig. 2.22 – Libertação do cloro
A radiação solar rompe a ligação carbono-cloro e os átomos de cloro ficam livres.
Fig. 2.23 – Ataque do cloro ao ozono
2.16

Ar Condicionado
2.17
Conhecidos são, os estudos científicos que atestam que o efeito de filtragem da camada de ozono
está a ser fortemente destruída. A protecção contra a forte radiação de raios ultravioletas deixou de ser
assegurada, deixando os cada vez maiores “buracos do ozono” passar os raios ultravioletas na sua
totalidade até à superfície terrestre.
O R 134 a a partir de 1992 veio substituir O R 12, pois não provoca os efeitos nocivos anteriormente
descritos.
2.3.3 - PRODUTO ECOLÓGICO (R 134 a VERSUS R 12)
COMPARATIVO DE PROPRIEDADES R 134 a R 12
Formula Química CH2 FCF3 CCL2
F2
Peso Molecular 102 120.9
Ponto de Ebulição -26.5 -29.8
Temperatura Critica 100.6 112
Pressão Critica Bar 39.45 41.1
Ponto de Congelação -101 -158
Densidade do Vapor Saturado a Baixa Pressão kg/m3 5.05 6.33
Calor Específico do Líquido a 25o C J/kg k 1427 971
Calor Específico do Vapor a 25 J/kg k 854 607
Calor de Evaporação a Baixa Pressão kj/kg 220 165
Condutibilidade Térmica do Liquido a 60o C w/mK 0.103 0.057
Densidade do Líquido a 25o C g/cc 1.203 1.311
Condutibilidade Térmica do Vapor a 60o C w/mK 0.018 0.011
Pressão do Vapor a 25o C 6.62 6.51
Solubilidade do FC em água a 25o C, e 1 Bar, % de
água
0.15 0.028
Solubilidade da água em FC a 25o C, % de água 0.11 0.009
Viscosidade do líquido a 25o C CP 0.205 0.215
Potencial de destruição do Ozono 0 1.0
Tab. 1.1

Ar Condicionado
DIFERENÇAS TERMODINÂMICAS ao utilizar o R 134 a:
Aumenta a pressão de condensação;
Diminui a pressão de evaporação;
Diminui a temperatura de saída do gás do compressor;
Aumenta o calor de evaporação;
Aumenta o volume específico, por isso o R 134 a tem maior condutibilidade
térmica que o R 12.
PROPRIEDADES FÍSICAS DO R 134 a:
As propriedades do R 134 a são muito semelhantes às do R 12:
E ainda:
Não ataca o Ozono;
Não produz SMOG.
Fig. 2.24 – Botija de produto refri-
gerante
Não é tóxico;
Não é inflamável;
Não é corrosivo;
Não é explosivo
Não mancha
É incolor
É inodor
Mistura-se bem com al-
guns tipos específicos
Tem elevado calor de
evaporação a baixa
Boa estabilidade quími-
2.18

Ar Condicionado
2.19
Na manipulação os cuidados a ter com o R 134 a são já conhecidos do R 12:
Operar em ambientes bem ventilados;
Evitar a dispersão do R 134 a na atmosfera;
Evitar o contacto do R 134 a com a pele e olhos;
Não expor os recipientes de R 134 a ao sol ou outra fonte de calor.
2.4 – FUNCIONAMENTO DO AR CONDICIONADO
1 – Exterior; 2 – Motor (radiador); 3 – Exterior (filtrado); 4 – Habitáculo; 5 – Compressor; 6
– Filtro secador; 7 – Válvula expansora; 8 – Condensador; 9 - Evaporador.
Fig. 2.25 – Circuito de ar condicionado
O sistema de ar condicionado está totalmente integrado no sistema de aquecimento e de ventilação do
veículo. A conduta do ar no interior do habitáculo não é alterada pela integração do ar condicionado.
A diferença em relação aos veículos sem ar condicionado consiste no facto de, no ar condicionado, o
evaporador estar montado na conduta do ar no corpo de aquecimento.

Ar Condicionado
O ar fresco aspirado do exterior é obrigatoriamente passado pelas lâminas do evaporador 1 na Fig.
2.26, antes de fazer a sua entrada no habitáculo.
Fig. 2.26 – Ventilação do habitáculo
Isso acontece independentemente do facto de o ar condicionado estar ligado ou desligado. O fluxo
de ar não é grandemente afectado pelo evaporador. Com este sistema é possível conduzir ar frio ou
quente até às saídas do ar, reguláveis separadamente umas das outras, com vista a realizar tarefas
específicas como desgelo ou o desembaciamento.
Da climatização dos veículos faz não apenas parte a entrada de ar fresco como também a saída do ar
saturado. O ar entrado pelo sistema de ventilação no habitáculo escapa-se por saídas de ar nos painéis
laterais do veículo, atrás do revestimento traseiro. Umas lâminas de borracha asseguram a saída do ar
do veículo, sem permitir a entrada de matérias indesejáveis no habitáculo, do exterior.
1 - Evaporador 1
2.20

Ar Condicionado
Dentro de um sistema de ar condicionado em funcionamento, produz-se continuamente o seguinte
processo:
O gás refrigerante a baixa pressão é aspirado pelo compressor. Durante a
compressão este gás aquece;
O gás quente a alta pressão passa pelo condensador, onde transfere o seu calor
para as superfícies do condensador;
Ao ceder o seu calor, o gás condensa-se formando um líquido a alta pressão;
Este líquido a alta pressão passa no evaporador através de uma restrição (tubo de
orifício ou válvula TXV). Esta restrição controla o volume de produto refrigerante que
entra no lado de baixa pressão do sistema;
Dentro do evaporador, o produto refrigerante a baixa pressão evapora-se e absorve
calor da superfície do evaporador;
Ao evaporar-se (o produto) dilata-se e aumenta a pressão do lado da baixa. Este
gás é aspirado pelo compressor e repete-se o ciclo.
2.4.1 – CIRCUITO DO AGENTE FRIGORÍFICO
Ciclo de refrigeração básico:
Um sistema de refrigeração de ar
condicionado consta de vários com-
ponentes unidos por tubos que for-
mam um circuito fechado. O produto
refrigerante circula por este circuito,
absorvendo calor no evaporador e li-
bertando-o no condensador.
Para um sistema de refrigeração básico,
necessitaria apenas da instalação de um
compressor nesta parte do circuito.
Fig. 2.7 - Circuito básico de frio
2.21

Ar Condicionado
Zonas de Alta e Baixa Pressão:
O sistema está dividido em duas partes: a zona de alta pressão e a zona de baixa pressão.
1 – Compressor; 2 – Embraiagem eléctrica; 3 – Condensador; 4 – Ventilador do condensador;
5 – Interruptor de alta pressão; 6 – Filtro secador; 7 – Interruptor de baixa pressão; 8 – Inter-
ruptor de temperatura; 9 – Sensor de temperatura; 10 – Colector de condensação; 11 – Eva-
porador; 12 – Ventilador do habitáculo; 13 – Controlo do ventilador; 14 – Válvula de expan-
são; 15 – Líquido de alta pressão; 16 – Gás de alta pressão; 17 – Líquido de baixa pressão;
18 – Gás de baixa pressão.
Fig. 2.28 - Alta e baixa pressão do circuito
Estas duas zonas estão separadas por um dispositivo dosificador (tubo do orifício ou TXV) e o
compressor.
Como o compressor pode impulsionar mais produto do que aquele que pode passar pelo dispositivo
dosificador, num determinado tempo, a pressão aumenta entre a saída do compressor e o referido
dispositivo. Portanto, o lado de alta pressão, vai desde a saída do compressor, através do condensador,
até á entrada do dispositivo dosificador. Durante o funcionamento do sistema, o lado da alta pressão é
o de temperatura mais elevada.
2.22

Ar Condicionado
2.23
O lado de baixa pressão começa na saída do dispositivo dosificador, inclui o evaporador, o acumulador
secador, até à entrada do compressor. Durante o funcionamento do sistema, o lado de baixa é o de
menor temperatura.
Os lados de alta e baixa pressão, podem distinguir-se de diversas formas:
Diâmetro dos tubos de alta - menor do que os de baixa (normalmente);
Temperatura dos tubos de alta - mais elevada (em funcionamento);
Os tubos de baixa podem apresentar-se húmidos (em funcionamento);
Através da medição da pressão.
No circuito do produto refrigerante encontra-se reproduzido o Ciclo do Frio atrás descrito. No
sistema fechado do automóvel desenrola-se também um processo de sequência periódica, isento de
manutenção.
2.5 – COMPONENTES DO AR CONDICIONADO
Fig. 2.29 – Implantação de componentes
1 – Tomada de carga de baixa
pressão
2 – Compressor
3 – Condensador
4 – Câmara de Condensação
(opcional)
5 – Pressóstato de três níveis
6 – Tomada de carga de alta pres-
são
7 – Válvula de expansão
8 – Evaporador
9 – Filtro secador
10 – Sensor de temperatura do
evaporador (opcional)

Ar Condicionado
2.24
2.5.1 – O COMPRESSOR
À semelhança do alternador, também o compressor é accionado pelo motor do veículo, por intermédio
de uma correia trapezoidal (ou Poly v estriada). Em casos poucos frequentes temos accionamento por
veio, ou de engrenagem de carretos.
Fig. 2.30 – Localização e accionamento do compressor
O compressor tem como missão provocar um aumento de pressão no agente frigorífico, criando um
movimento no mesmo.
Para conseguir a compressão do agente frigorífico, existem dois grupos de compressores:
COMPRESSOR CENTRIFUGO, em que a compressão se faz por efeito da força centrífuga.
Estes não são usados nos automóveis, portanto abordaremos apenas os volumétricos:
1 – Alternador
2 – Bomba de água
3 – Cambota
4 – Tensor
5 – Bomba de direcção assisti-
da
6 – Compressor de ar condicio-
nado
1
1
1
1
1
1

Ar Condicionado
2.25
COMPRESSOR VOLUMÉTRICO, em que a massa aspirada se comprime por variação de volume:
Rotativos;
Alternativos.
COMPRESSOR ROTATIVO:
Compressores parecidos em funcionamento ao motor Wankel. No seu interior existe um rotor com
várias palhetas, que com a rotação criam variação da câmara de compressão para permitirem as fases
correctas de funcionamento do compressor (admissão e compressão).
A – Parafuso de fixação da embraiagem; B – Acoplamento flexível; C – Freio; D – Polia; E – Freio;
F – Bobine electromagnética; G – Anilhas de afinação da embraiagem; H – Ligação à massa; I
– Alimentação da bobine; J – Ficha de ligação; L – Protecção térmica (eléctrica); M – Veio do
compressor.
Fig. 2.31 – Compressor rotativo

Ar Condicionado
2.26
A protecção térmica L da Fig. 2.31 é montada em série na circuito da bobine electromagnética e
interrompe o circuito quando a temperatura no compressor atinge cerca de 1800 C, e volta a ligá-lo a
cerca de 1200 C.
Este tipo de protecção não é exclusivo deste compressor, encontrando-se igualmente noutro tipos de
compressor.
Fig. 2.32 – Corte 1 do compressor rotativo
1 – Válvula anti-retorno
2 – Conduta de escape
3 – Tambor
4 – Palhetas
5 – Carcaça
6 – Admissão
7 – Câmara
1
2
3
4
5
7
6
4 – Palhetas
5 – Carcaça
8 – Tampa posterior
9 – Válvula eléctrica de controlo de
débito
10 – junção de aspiração
11 – Câmara de aspiração de bai-
xa pressão
12 – Tampa anterior
13 – Protecção termoeléctrica
14 – Junção de escape
15 – Câmara de alta pressão
4
5
9
10
11
12
13 14
15
8

Ar Condicionado
2.27
FUNCIONAMENTO
O gás é aspirado pela abertura D pela progressiva expansão do espaço C, existente entre as palhetas
A e B: ocorre o início da fase de expansão (Fig. 2.35).
Fig. 2.35 – Admissão do produto refrigerante
3 – Tambor
4 – Palhetas
5 – Carcaça
9 – Válvula eléctrica de controlo
de débito
11 – Câmara de aspiração de bai-
xa pressão
14 – Junção de escape
15 – Câmara de alta pressão
5 9
15
14
11
4
3
C
D
A
B

Ar Condicionado
2.28
A posição das palhetas A e B faz com que o espaço C esteja no máximo do seu volume. Em especial a
palheta A intercepta a comunicação entre o espaço C e a abertura D, completando a fase de aspiração
(Fig. 2.36).
Fig. 2.36 – Final da admissão
O espaço C reduz-se de volume e a pressão do gás aumenta: inicia-se a fase de compressão (Fig.
2.37).
Fig. 2.37 – Compressão do produto refrigerante
C
D
A B
C
A
B

Ar Condicionado
2.29
A pressão do gás aumenta ainda mais até abrir a válvula de lâmina (anti-retorno) B: inicia-se a fase de
descarga (escape) – Fig. 2.38.
A – Tambor A - Palheta
B – Válvula de escape
C – Palheta
Fig. 2.38 – Início de descarga (escape) Fig. 2. 39 – Final da descarga (escape)
O controlo do caudal é obtido
através de um mecanismo
electropneumático, incorpora-
do no compressor, que faz
passar uma parte do gás que
se encontra em fase de com-
pressão à entrada, ou seja,
na câmara de baixa pressão.
Com tal sistema, conseguem-
se reduções de caudal na or-
dem dos 60%.
A – Pistão; B – Mola de oposição; C – Cilindro; D – Escape (controlo
de débito); E – Câmara; F – Câmara de baixa pressão; G – Furo cali-
brado; H – Válvula electromagnética (controlo de débito); I – Conduta
L - Palheta.
Fig. 2.40 – Controlo volumétrico
A
C
B
A A
A

Ar Condicionado
2.30
COMPRESSORES ALTERNATIVOS:
O Compressor Alternativo, tem um funcionamento muito semelhante ao motor (mais comum) do
automóvel. Deste tipo de compressores são utilizados principalmente dois modelos:
COMPRESSOR ALTERNATIVO COM CAMBOTA
Normalmente compostos por dois cilindros em linha com uma válvula de duas lâminas que através de
uma pré-carga aplicada sobre as mesmas, Fazem alternadamente a função de admissão e escape do
produto refrigerante.
1 – Carcaça; 2 – Chaveta; 3 – Bobine electromagnético; 4 – Parafuso;
5 – Polia com embraiagem; 6 – Anilha; 7 – Parafuso de fixação; 8 –
Cambota
Fig. 2.41 – Compressor com cambota
Este tipo de compressor não é muito utilizado em viaturas ligeiras.
1
2
3
4
5
6
7
8

Ar Condicionado
2.31
COMPRESSOR ALTERNATIVO COM PRATO OSCILANTE
Os compressores com prato oscilante são formados normalmente por 5 a 7 cilindros, montados
na horizontal, no interior dos quais trabalham os êmbolos (pistons), dispostos de forma axial,
alternativamente, por acção do prato oscilante, aspirando o produto refrigerante do evaporador e
comprimindo-o para o condensador.
Fig.2.42 – Compressor com prato oscilante
Existem compressores alternativos de prato oscilante, sem regulação e com regulação de débito.
Os componentes de ambos são praticamente os mesmos, à excepção da válvula reguladora que equipa
um deles (com regulação), e assim lhe confere a possibilidade de alterar a sua cilindrada em função
das necessidades.
Fig. 2.43 – Compressor com prato oscilante
A – Prato oscilante
B – Baixa pressão
C – Alta pressão
D – Escape
E – Válvula de admissão
F – Pistão
G – Veio de impulsão
C
D
A B
E
F
G

Ar Condicionado
2.32
CICLO IDEAL DE FUNCIONAMENTO DE UM COMPRESSOR:
A linha 1-2 representa a compressão do agente frigorífico no cilindro desde a pressão P1 até à pressão
P2. Neste tempo, o êmbolo desloca-se do P.M.I. até ao P.M.S., e as válvulas de admissão e escape
estão fechadas.
Ao alcançar a pressão P2 (correspondente à existente no condensador) a válvula de escape abre-se e
dá-se a expulsão do agente frigorífico segundo a linha 2-3.
Quando o êmbolo alcança o ponto 3 (P.M.S.) começa a deslocar-se de novo até ao P.M.I.. A válvula
de admissão não se abre imediatamente, pois no espaço morto (D) fica uma certa quantidade de
refrigerante à pressão P2, superior a P1.
Quando a pressão no interior desce segundo a linha 3-4 até ao valor de P1, a válvula de admissão
abre-se e o agente frigorífico (gás) procedente do evaporador, enche de novo o cilindro segundo a linha
4-1.
Fig. 2.44 – Gráfico de funcionamento de um compressor ideal
PMI – Ponto morto inferior (do pistão)
PMS – Ponto morto superior
(do pistão)
d – Câmara
P1 – Pressão inferior
P2 – Pressão superior
1 2 – Compressão
2 3 – Escape
3 4 – Admissão
4 1 – Fim da admissão

Ar Condicionado
2.33
ACOPLAMENTO MAGNÉTICO
O Acoplamento Magnético é o elemento intermédio entre o motor do veículo e o compressor de ar
condicionado.
No momento da sua activação, o acoplamento magnético permite que a rotação do motor passe para
o compressor.
Ao activar o ar condicionado, é enviada corrente eléctrica à bobine de atracação que por sua vez
cria um campo magnético que atrai o prato de arrasto contra a polia, criando um só corpo e assim
transmitindo o movimento do motor ao compressor. Quando é desligada a bobine de atracação finda o
campo magnético, e por acção do efeito de recuperação (molas de lâmina contidas no prato de arrasto)
se separa a polia, e o compressor pára a sua rotação, ficando apenas a polia a acompanhar a rotação
do motor.
Fig. 2.45 – Sistema de acoplamento do compressor, em repouso
A – Polia
B – Rolamento
C – Bobine electromagnética
D
A
B

Ar Condicionado
2.34
D - Prato de arrasto
Fig. 2.46 – Sistema de acoplamento do compressor,
activado
COMPRESSOR DE CILINDRADA VARIÁVEL
As condições de funcionamento de um sistema de ar condicionado alteram-se permanentemente. O
rendimento frigorífico necessário precisa de se ajustar aos seguintes factores:
Regime de rotação do motor;
Passagem de ar pelo Condensadorr e pelo evaporador;
Humidade atmosférica;
Temperatura do ar exterior.
A – Máxima cilindrada; B – Mínima cilindrada; C – Curso do pistão
A C B
D

Ar Condicionado
2.35
Com o ar condicionado ligado o compressor funciona sempre (reduzindo o trabalho do sistema
electro-magnético de acoplamento e poupando a correia e o próprio compressor). O grau de eficácia
optimizado é obtido através do ajuste do débito do produto refrigerante a cada situação concreta. Para
a necessária regulação do disco oscilante, com essa finalidade, é necessário um elemento regulador
especial (válvula reguladora descrita neste módulo em capítulo posterior).
A responsabilidade pelo respectivo posicionamento do disco oscilante, cabe à relação entre a pressão
interna na carcaça e a soma das pressões individuais (o número de pistons é variável) na câmara de
compressão, e o momento daí resultante em volta do ponto de rotação do disco oscilante.
Se ambas as pressões forem equivalentes a posição do disco oscilante não se altera e o rendimento do
compressor mantêm-se inalterado. Como a pressão permanece praticamente constante do lado da alta
pressão do compressor, o ângulo de inclinação do disco oscilante só pode ser ajustado ao rendimento
necessário, através de uma alteração da pressão interior na carcaça.
Quanto maior for a inclinação, tanto maior será a cilindrada e consequentemente o rendimento.
Com o disco oscilante quase na vertical em relação ao eixo de rotação, a cilindrada é reduzida e
consequentemente o débito do produto refrigerante também.
O ângulo de inclinação específico resulta do rendimento frigorífico necessário. O ajuste entre a cilindrada
mínima e máxima é gradual.
Fig. 2.48 – Representação do interior de um compressor de cilindrada variável
A – Alimentação de
bobine
B – Prato oscilante
C – Junta tórica
D – Cabeça posterior
E – Válvulas
F – Válvula regulado-
ra
G – Freio
H – Junta da cabeça
posterior
I – Guia
J – Rótula
L – Junta tórica
M – Rolamento da
Polia
N – Freio
O – Retentor
– Conjunto de em-
braiagem
C
D
A B
E
F
G
H
I
J
L
M
N
O
P

Ar Condicionado
2.36
2.5.2 - VÁLVULA REGULADORA
A grandeza de identificação do ângulo de inclinação correcto do disco oscilante é um valor da baixa
pressão existente na válvula reguladora.
Uma baixa pressão elevado significa um mau rendimento frigorífico, um valor baixo é sinónimo de
uma alto rendimento. Um rendimento frigorífico alto significa um congelamento da superfície do
evaporador.
A válvula reguladora dispõe de um diafragma que actua sobre uma haste de válvula e sobre uma
esfera de válvula. Estas regulam a secção da válvula e aumentam ou diminuem, deste modo, a pressão
interior na carcaça.
Fig. 2.49 – Válvula reguladora
Quando a necessidade do sistema de ar condicionado é alta, o corpo da membrana da válvula
reguladora do compressor está submetida à pressão. A entrada da pressão de descarga fecha-se por
meio da válvula de bola. A entrada de pressão de aspiração do compressor está aberta e estabelece-se
circulação desde o cárter.
A diferença de pressão entre as partes superior e inferior do pistão aumenta, e o prato oscilante situa-
se na posição de ângulo máximo. O compressor funciona à cilindrada máxima.
1 – Pressão de descarga do compressor
2 – Entrada de pressão ao cárter
3 – Retorno de pressão do cárter
4 – Pressão de aspiração do compressor
1
2
3
4

C
D
A B
E
Ar Condicionado
2.37
Fig. 2.50 – Cilindrada máxima
Quando a necessidade de capacidade do sistema é mais baixa, o corpo da membrana da válvula
reguladora dilata-se, a entrada da pressão de descarga abre-se mediante a válvula de bola, e fecha-se
a comunicação com a pressão de aspiração. Haverá circulação desde o lado de pressão de descarga,
ao cárter.
B – Pistão
C – Fole da válvula reguladora
D – Válvula reguladora
E – Guia
F – Centro do eixo
Baixa pressão
Cescarga
Cárter

C
D
A B
E
Ar Condicionado
2.38
A diferença de pressão entre a parte superior e inferior do pistão diminui. Desta acção resulta a redução
do ângulo de inclinação do prato e consequentemente, a cilindrada diminuiu.
Fig. 2.51 – Cilindrada mínima
B – Pistão
C – Fole da válvula reguladora
D – Válvula reguladora
E – Guia
F – Centro do eixo
Baixa pressão
Cescarga
Cárter

Ar Condicionado
2.39
LUBRIFICANTE
O lubrificante do compressor lubrifica os componentes móveis do compressor da válvula reguladora e
da válvula de expansão. Do mesmo modo, impede também a corrosão nos componentes condutores
do produto refrigerante do ar condicionado.
O lubrificante do compressor circula em todo o circuito do produto refrigerante.
Trata-se de um óleo PAG* sintético especialmente ajustado a actuar em conjunto com o produto
refrigerante R 134 a (para o R 12 era utilizado um óleo mineral) . Absorve a humidade do ar evitando
a deterioração do sistema. Não pode ser misturado nem substituído por lubrificantes à base de óleo
mineral!
Antes da primeira utilização do ar condicionado a quantidade total de lubrificante do compressor
(aproximadamente 300 ml) encontra-se dentro do mesmo. Na primeira utilização o lubrificante é
introduzido pelo produto refrigerante no respectivo circuito. Quando o ar condicionado é desligado,
deposita-se nos diversos componentes proporcionalmente, desta forma não precisa de ser substituído
pois não se gasta com o funcionamento do ar condicionado.
Se não estiver seguro de que a embalagem
de óleo a utilizar se encontrava bem fecha-
da, desfaça-se desse óleo (cumprindo o re-
gulamentado) e use óleo de um recipiente
novo.
O óleo PAG quando exposto ao ar absorve 2
Vol.% de humidade em 120 horas.
O atesto do lubrificante do sistema está des-
crito em “evacuação, reciclagem e enchi-
mento”.
Exemplo de embalagens com óleo PAG para sistemas de ar condicionado. As embalagens devem
manter-se fechadas, e o sistema de ar condicionado, quando em reparação, deve ser conservado em
vácuo para não absorver oxigénio.
Fig. 2.52 –Óleo lubrificante

Ar Condicionado
2.40
Esgotar um compressor usado
Quantidade retirada:
> 100 ml – óleo a mais no sistema
< 100 ml – óleo a mais no sistema
< 60 ml – óleo insuficiente no sistema
Fig. 2.53 – Vazar compressor
Quantidade de óleo a adicionar após
reparação do sistema:
Filtro secador: ± 40 – 60 ml.
Condensador: ± 60 – 80 ml.
Evaporador: ± 60 – 80 ml.
Compressor: ± 90 –150 ml.
Tubos: ± 40 – 60 ml.
Fig. 2.54 – Encher compressor
Exemplos de equipamentos para enchimento de óleo do sistema.
Fig. 2.55 – Seringas de enchimento Fig.2.56 – Bomba de enchimento

Ar Condicionado
2.41
2.5.3 – VÁLVULA EXPANSORA, TXV, E ORÍFICIO
Conforme já referido noutra passagem, o circuito do líquido refrigerante tem uma vertente de alta
pressão e outra de baixa pressão. O “ponto de separação” é constituído pela válvula de expansão
termostática, instalada na caixa de distribuição de ar entre a conduta de entrada e saída do evaporador.
Assume uma função estranguladora e determina o fluxo de passagem do refrigerante em função da
sua respectiva temperatura.
Devido à rápida quebra de pressão depois da válvula de expansão, o produto refrigerante evapora no
evaporador. Neste ponto é extraído ao ar exterior que passa pelas lâminas do evaporador no sentido
do habitáculo, o calor necessário, produzindo-se o seu arrefecimento.
Um fino filtro de malha, situado na entrada do líquido de alta pressão, impede que a subida de partículas
metálicas e outros materiais estranhos obstruam o orifício da válvula.As obstruções do orifício diminuem
o rendimento do sistema.
Há no entanto diversas formas de expandir o produto refrigerante, no sistema do Ar Condicionado.
O componente mais simples é a válvula expansora de orifício calibrado.
1 – Junta tórica; 2 – Tubo de orificio
Fig. 2.57 – Corte de válvula de expansão de oríficio caalibrado
É constituída por um tubo, filtro e orifício dividindo a alta da baixa pressão, do sistema, situada entre o
condensador e o evaporador.
Trata-se de um orifício calibrado que permite passar apenas uma quantidade de fluido determinado.
1 2

Ar Condicionado
2.42
No lado de alta pressão, mantêm a pressão e com ela o estado líquido do produto refrigerante. Na
saída do estrangulamento o produto sofre uma expansão, desce a pressão, e dá-se um abaixamento
de temperatura considerável do mesmo. Ao passar pelo estrangulamento é pulverizado , e desta forma
é mais fácil a sua posterior evaporação. Na evaporação do produto (à saída do orifício) a sua pressão
caí para pouco mais de 1 Bar, e a uma temperatura na ordem dos 70 negativos sob a forma de vapor
saturado.
VÁLVULA EXPANSORA DE SECÇÃO VARIÁVEL
A válvula termostática de expansão (TXV) está instalada nos tubos de entrada e saída do evaporador.
Converte o refrigerante líquido de alta pressão proveniente do depósito secador, em refrigerante líquido
a baixa pressão, obrigando-o a passar através de um pequeno orifício antes de entrar no evaporador.
Quando a carga térmica aumenta e diminui, a válvula de expansão fornece a quantidade correcta de
produto ao evaporador para este conseguir a máxima transferência de calor.
A válvula de expansão é composta por: corpo, elemento de actuação e orifício vedante.
O orifício abre-se e fecha-se por acção de um diafragma. Este fecha-se em resposta à pressão do
evaporador, aplicada à parte inferior do diafragma e à pressão da mola de retorno contra o orifício. Abre-
se por acção do gás do tubo capilar e do bolbo de comando contra a parte superior do diafragma.
O bolbo do comando está aplicado à linha de gás de baixa pressão, imediatamente depois da saída do
evaporador, e está cheio de um gás de alto coeficiente de dilatação. À medida que muda a temperatura
da saída do evaporador, o gás contido no bolbo de comando dilata-se ou contrai-se, controlando a
acção da válvula.
A válvula expansora termostática (TXV) é responsável por três funções interacionadas:
Estrangulamento
Modulação
Medição

Ar Condicionado
2.43
Estrangulamento:
O caudal do produto refrigerante é estrangulado ao passar através da válvula. O líquido a alta pressão
entra na válvula e sai dela a baixa pressão. Esta baixa pressão faz com que o produto mude de
estado.
Modulação:
A TXV (Fig. 2.58) ajusta a quantidade de liquido a baixa pressão que entra no evaporador, para
conseguir uma refrigeração adequada. A válvula modula a posição de totalmente aberta a fechada,
para conseguir o caudal adequado.
Medição:
A carga e as mudanças de temperatura afectam o caudal que entra no evaporador. Uma maior carga
exige mais refrigerante para manter a temperatura óptima no evaporador.
Fig. 2.58 – Válvula de expansão
1 – Evaporador
2 – Válvula TXV
1
2

Ar Condicionado
2.44
Todas as TXV se ajustam para compensar o estado de diferencial, ou seja, a diferença entre a
temperatura de entrada e a de saída do evaporador, criada na transformação do produto refrigerante
líquido em gás.
Teoricamente, todo o refrigerante líquido ferve antes de chegar às saídas do evaporador, mas de facto,
a temperatura do produto refrigerante está acima do ponto de ebulição. Por exemplo, o refrigerante
num evaporador a 196 kpa tem uma temperatura de –10 C. Ao ferver o refrigerante, a temperatura do
gás sobe até que, à saída, alcance 1,60 C. A diferença entre a entrada e a saída (diferencial) é de 2,60
C. Se aumentar o tamanho do evaporador, passa-se o mesmo.
Fig. 2.59 – Válvula expansora TXV
Para compensar as diferenças de pressão/temperatura à saída do evaporador, um equilibrador modula
entre a pressão real e a temperatura medida. Isto permite que a válvula meça a quantidade de produto
refrigerante com mais precisão. Existem dois tipos de equilibradores: internos e externos. Normalmente,
as válvulas equilibradoras internas utilizam-se em pequenos sistemas evaporadores, enquanto que nas
unidades grandes se utilizam equilibradoras externas.
1 – Válvula
2 - Agulha
3 - Termóstato
4 – Produto refrigerante

Ar Condicionado
2.45
Em caso de avaria, a TXV apresenta os mesmos sintomas que o tubo de orifício. A falha normalmente
deve-se a um mau funcionamento da unidade de accionamento e ao fecho da válvula. Os filtros de
entrada e saída também se podem obstruir como referido anteriormente.
2.5.4 – O CONDENSADOR
O condensador (fig. 2.60) é pratica-
mente o “radiador” do ar condiciona-
do. O produto refrigerante aquecido
na compressão é arrefecido pelo ar
exterior que passa pelas lâminas do
condensador, voltando a passar ao
estado líquido. Este processo é desi-
gnado, na linguagem técnica, por con-
densação, assunto tratado no capítulo
7.2 (Fundamento II).
Aqui o produto refrigerante entra
(proveniente do compressor) na forma
de vapor quente de alta pressão, cede
calor e condensa-se, transformando-
se em líquido quente de alta pressão.
Na saída do condensador o produto
refrigerante tem aproximadamente
uma pressão de 15 Bar e uma tempe-
ratura de 580C.
O condensador consiste de uma tubagem com a forma de serpentina, firmemente ligada por meio
de lâminas. Não só conferem ao sistema a necessária estabilidade como aumentam, acima de
tudo, a superfície de dissipação de calor. Deste modo se assegura sempre uma dissipação de calor
tanto quanto possível intensa. Para que passe uma quantidade de ar fresco exterior suficiente pelo
condensador, este está sempre disposto à frente do radiador do líquido de arrefecimento do motor.
Para evitar eventuais problemas com o arrefecimento do motor, os veículos com ar condicionado são
equipados com um radiador de alto rendimento e um ventilador auxiliar, que zelam permanentemente
por uma refrigeração suficiente.
1 – Entrada do condensador
2 – Condensador
3 – Saída do condensador
Fig. 2.60 - Condensador
1
2
3

Ar Condicionado
2.46
Fig. 2.61 - Condensador
O condensador pode funcionar incorrectamente por diversos motivos: fugas, restrição à passagem do
produto, e restrição á passagem do ar através dele. As restrições á passagem provocam um aumento
de pressão no condensador, visto não se efectuar o abaixamento de temperatura desejável no produto.
Uma restrição parcial pode fazer com que se forme gelo no condensador no local da restrição, pois
após o semi-entupimento, dá-se a expansão do produto e o consequente abaixamento da temperatura
do mesmo.
Durante o funcionamento normal do sistema, o tubo de entrada tem uma temperatura mais elevada,
que o de saída.
2.5.5 – VENTILADOR DO RADIADOR
Fig. 2.62 - Ventilador

Ar Condicionado
2.47
Embora o ventilador auxiliar só faça indirectamente parte do sistema do ar condicionado, desempenha,
no entanto, uma função importante, pelo que deve ser também aqui referido.
O condensador está montado à frente do radiador. Consequentemente chega até ao radiador do
líquido de arrefecimento do motor, ar mais quente e em menor quantidade. Numa situação extrema,
nomeadamente nos dias quentes de Verão, isso poderá conduzir a temperaturas inadmissivelmente
elevadas, no sistema de arrefecimento do motor. O calor reflectido pelo radiador tem, por seu lado,
efeitos negativos sobre o condensador e, deste modo, sobre o rendimento do ar condicionado. Para
que não se produza um colapso geral provocado pelo calor. Está instalado um ventilador eléctrico
auxiliar (variando a sua colocação em função do fabricante), que se vai ligando e desligando em função
da temperatura do líquido de arrefecimento, ou pressão do produto refrigerante do sistema de ar
condicionado.
TIPOS DE VENTILADORES
Por opção do fabricante, é usual utilizar um ou dois ventiladores, trabalhando estes em série ou paralelo,
Conforme as necessidades do sistema, assim é feita a ligação. Para temperatura mais baixa, pressão
mais baixa, e temos ligação em série. Para temperatura mais elevada, pressão mais elevada, é ligado
um segundo contacto do Pressostato, é alterada a ligação dos relés, e o sistema passa a trabalhar com
os ventiladores em paralelo, logo maior velocidade e maior caudal de ar para arrefecimento (fig. 2.71).
Existem também sistemas em que o controlo dos ventiladores se faz por queda de tensão. Com uma
resistência em série com o ventilador, temos duas velocidades do ventilador (através da resistência,
ou directo).
Não muito, mas usual, é o controlo dos ventiladores electronicamente. Uma unidade electrónica controla
directamente os ventiladores, dispondo de várias fases de ventilação (podem chegar a 6).

Ar Condicionado
2.48
2.5.6 – O EVAPORADOR
Fig. 2.63 - Evaporador
Á semelhança do condensador, também a estrutura do evaporador, colocado à frente do corpo de
aquecimento na caixa de distribuição do ar, consiste num sistema de tubagens e lâminas.
Quando o ar condicionado está ligado, o produto refrigerante que entra evapora sendo retirado o calor
ao ar que passa através das lâminas, e é assim refrigerado neste processo. A humidade atmosférica
libertada deposita-se no evaporador. Como efeito secundário prático, a água de condensação que se
forma liga-se às partículas de pó e aos pólens de flor, sendo conduzida para o exterior pelo tubo de
escoamento da água de condensação.
Através de uma regulação selectiva da temperatura, evita-se eficazmente neste processo, um
congelamento do evaporador que poderia reduzir a passagem de ar através do mesmo. Deste modo, o
evaporador refrigera, limpa e seca o ar conduzido para o interior do habitáculo do veículo.
O produto refrigerante saí do evaporador mais ou menos à pressão de 1 Bar e a uma temperatura de
0 graus.

Ar Condicionado
2.49
2.5.7 – FILTRO SECADOR (DESIDRATADOR)
Fig. 2.64 – Filtro secador
O filtro desidratador, instalado entre o condensador e a válvula de expansão, possui três funções
fundamentais:
Actua como acumulador para o fluído refrigerante;
Actua como elemento de filtragem;
Actua como elemento de secagem.
O filtro acumula grande parte do fluido refrigerante (no estado líquido) do sistema e serve como
separador entre o líquido refrigerante no estado líquido e no estado gasoso.
A humidade existente no sistema pode ser extremamente danosa, uma vez que, em contacto com o
fluido refrigerante, gera ácido clorídico e fluorídrico que corroem os componentes, deteriorando-os.
1 – Passador
2 – Filtro
3 – Agente de desidratação

Ar Condicionado
2.50
Além disto, a humidade pode provocar a formação de gelo na válvula de expansão do sistema.
Dentro do filtro desidratador, há substâncias (gel de sílica ou SILICAGEL e alumína activada) que
capturam a humidade existente no fluido refrigerante.
Fig. 2.65 – Filtro secador com visor
Por este motivo é necessário conservar os filtros desidratadores cuidadosamente tapados e em ambiente
seco até ao momento da instalação. No filtro desidratador, próximo à junção de saída, há uma parte de
vidro que possibilita o exame visual do funcionamento do sistema. Podem ocorrer quatro casos:
A - Vidro transparente: indica que o sistema foi carregado correctamente ou
que no sistema não há líquido refrigerante (em tal caso, nota-se a completa
falta de acção arrefecedora no evaporador). Também no caso de excessiva
carga de líquido de arrefecimento, o vidro pode apresentar-se transparente.
Aconselha-se a efectuação de uma análise das pressões.
1 – Corpo do Filtro
2 – Filtro
3 – Filtro desidratador
4 – Junção de saída
5 – Vidro-mostrador de controlo do sistema

Ar Condicionado
2.51
B - Existência de bolhas no vidro-mostrador: a formação de bolhas de
vapor ou espuma através do vidro indica que há uma quantidade insuficiente
de líquido refrigerante ou uma infiltração de ar no sistema; podem-se notar
ocasionalmente bolhas durante a activação do sistema ou durante as fases de
desengate da embraiagem electromagnética.
C - Fios de óleo: indica a falta de fluido refrigerante e que o óleo contido no
compressor está circulando no sistema.
D - Fluído uniforme estriado no vidro-mostrador: indica que a substância
secante contida no filtro dissociou-se e está circulando no sistema por causa
da rotura dos discos de vedação.
Fig. 2.66 – Visor-mostrador

Ar Condicionado
2.52
DEPÓSITO COLECTOR
Este dispositivo também secador equipa sistemas apenas com válvula expansora de orifício calibrado,
e está montado entre o evaporador e o compressor.
Fig. 2.67 – Depósito colector
Com funções idênticas ao desidratador, em relação à humidade, este também actua como um depósito,
recebendo produto refrigerante líquido, vapor, e óleo procedente do evaporador. A sua principal função
é separar o vapor do líquido, de modo a não chegar líquido ao compressor evitando a deterioração
deste.
TIPOS DE FILTRO SECADOR
Estudámos no capítulo anterior, um tipo de filtro secador (desidratador) com visor, para observar a
quantidade de produto e até fazer o diagnóstico ao sistema, no entanto, não é generalizada a utilização
desta peça.
1 – Entrada de vapor
2 – Saída
3 – Secante
4 – Purga de óleo
5 – Filtro de óleo
6 – Tubo interno
7 – Deflector
8 – Entrada
5
1
2
3
4
6
7
8

Ar Condicionado
2.53
1 – Entrada de vapor
2 – Saída
3 – Secante
4 – Purga de óleo
5 – Filtro de óleo
6 – Tubo interno
7 – Deflector
8 – Entrada
Por opção dos fabricantes, podemos encontrar tipos de secador em que o elemento que contém o
agente secante pode ser substituído.
Fig. 2.67 – Depósito colector
2.5.8 – CIRCUITO DE SEGURANÇA
Um sistema de ar condicionado é dotado necessariamente de um sub-sistema de segurança, variando
com as opções do fabricante, sistema de arrefecimento instalado, tipo de alimentação do motor (diesel,
gasolina ou outro, com ou sem gestão electrónica). Assim, e porque se torna substancialmente difícil
abordar caso a caso cada opção, estudamos um caso que ilustra a generalidade:
Veículo do segmento B;
Motor a gasolina;
Com gestão electrónica do motor;
Sem controlo electrónico de climatização;
Com compressor alternativo de prato oscilante com cilindrada variável.

Ar Condicionado
2.54
As pressões e temperaturas aqui apresentadas, são utilizadas num determinado modelo, e servem
para compreender o funcionamento de um sub-sistema de segurança e controlo de um sistema de
ar condicionado, e não como valores de diagnóstico na generalidade (para isso, será necessário
informação do fabricante da viatura).
As pressões e temperaturas aqui apresentadas, são utilizadas num determinado modelo, e servem
para compreender o funcionamento de um sub-sistema de segurança e controlo de um sistema de
ar condicionado, e não como valores de diagnóstico na generalidade (para isso, será necessário
informação do fabricante da viatura).
FUNCIONAMENTO DO CIRCUITO DE SEGURANÇA
Interruptor do Ventilador Auxiliar
Quando aumenta a pressão no condensador, aumenta também a sua temperatura.
Para evitar pressões inadmissivelmente elevadas no circuito do produto refrigerante, com uma pressão
superior a cerca de 1900 kPa (19,0 bar), o interruptor liga o ventilador auxiliar e passa o ventilador
do radiador da 1ª para a 2ª velocidade. Abaixo de cerca de 1500 kPa (15,0 bar) volta a ligar a 1ª
velocidade.
Interruptor do Aumento do Número de Rotações (Interruptor do Sistema de Injecção)
O interruptor do sistema de injecção produz um aumento do número de rotações no ralenti quando a
pressão no circuito do produto refrigerante sobre para um valor superior a cerca de 1100 kPa (11,0 bar).
Compensa, assim, a quebra do número de rotações que se verifica quando se liga o ar condicionado.
Abaixo de cerca de 900 kPa (9,0 bar) o interruptor do sistema de injecção volta a desligar-se.
O interruptor está montado na conduta de alta pressão, entre o compressor e o condensador.
Outros sistemas existiram em função dos outros sistemas de alimentação dos motores. Desde sistemas
electro-pneumáticos no controlo do acelerador, a válvulas eléctricas em derivação com a borboleta do
acelerador. Sistemas de gestão electrónica de motores para modelos actuais já nem necessitam de
qualquer tipo de auxílio pois a unidade de comando do motor tem memorizado o parâmetro para a
rotação de ralenti, corrigindo-a sempre, não importando qual a proveniência da carga aplicada ao
motor.

Ar Condicionado
2.55
Interruptor da Temperatura do Líquido de Arrefecimento
O interruptor (3) no lado debaixo do radiador é o interruptor do ventilador do radiador, utilizado também
nos veículos sem ar condicionado.
Quando a temperatura do líquido de arrefecimento atinge um valor superior a 100 ºC, este interruptor
liga o ventilador do radiador e o ventilador auxiliar, em série. Quando é atingida uma temperatura de 95º
C, voltam a ser desligados o ventilador do radiador e o ventilador auxiliar.
O interruptor (4) na metade superior do radiador do motor é um interruptor com dois contactos. A 105º
C, um dos contactos liga o ventilador auxiliar e o ventilador do radiador na 2ª velocidade e a 100º C volta
a ligar os ventiladores na 1ª velocidade. O outro contacto desliga a 120º C o acoplamento magnético do
compressor, voltando a ligá-lo quando é atingida uma temperatura de 115º C.
Além dos componentes atrás descritos, temos:
Interruptor Triplo
O interruptor triplo compreende:
Interruptor de segurança de baixa pressão;
Interruptor de segurança de alta pressão;
Interruptor do ventilador auxiliar.
Reage a três pressões diferentes na conduta de alta pressão e faz a ligação ao respectivo circuito.
Interruptor de Segurança de Baixa Pressão
O interruptor de segurança de baixa pressão desliga o acoplamento magnético do compressor, assim
que a pressão no circuito refrigerante baixa a cerca de 180 kPa (1,8 bar).
Independentemente de uma temperatura exterior baixa, a causa de uma queda da pressão é,
uma regra, consequência da falta de produto refrigerante motivada por uma fuga no circuito. Uma
vez que o produto refrigerante transporta o lubrificante do compressor no circuito e que este último
também se perde, juntamente com o refrigerante, pelas fugas, o corte do compressor constitui uma

Ar Condicionado
2.56
medida de segurança para o preservar de eventuais danos por falta de lubrificante.
Acima de cerca de 250 kPa (2,5 bar) o interruptor de segurança de baixa pressão volta a ligar o
compressor.
Interruptor de Segurança de Alta Pressão
O interruptor de segurança de alta pressão desliga o acoplamento magnético do compressor, quando a
pressão no circuito do produto refrigerante ultrapassa cerca de 3000 kPa (30,0 bar).Acausa disso poderá
ser, por exemplo, um condensador sujo por fora, uma falha do ventilador auxiliar, uma temperatura
exterior excepcionalmente elevada ou uma carga extrema do motor.
O interruptor de segurança de alta pressão volta a ligar o compressor quando a pressão desce abaixo
do valor normal de cerca de 2000 kPa (20,0 bar).
Local dos Componentes (Interruptores)
1 – Interruptor triplo; 2 – Interruptor para informação do sistema de gestão do motor; 3 –
Termocontacto (na parte inferior do radiador) para accionamento do ventilador do radiador; 4 –
Interruptor duplo (dois contactos de temperaturas diferentes); 5 – Válvula de sobrepressão.
Fig. 2.69 – Implantação de componentes

Ar Condicionado
2.57
ESQUEMA de blocos (EXEMPLO)
O esquema de ligações mostra as relações de dependência entre o compressor e o ventilador auxiliar
e as funções dos interruptores.
Fig. 2.70 - Esquema de blocos

Ar Condicionado
2.58
ESQUEMA ELÉCTRICO (EXEMPLO
Fig. 2.71 – Esquema eléctrico de um sistema de ar condicionado
K6 - Relé principal do sistema de ar condicionado
K7 – Relé ventilador
K26 – Relé duplo do ar condicionado e ventilador
do habitáculo
K51 – Relé do ventilador do radiador
K52 – Relé inversos do ventilador do radiador
K60 – Relé de atracção da polia do compressor
K67 – Relé do ventilador do radiador
(máxima velocidade M11)
M4 – Motor ventilador do radiador
M10 – Motor ventilador do habitáculo
M11 – Motor ventilador do radiador
S20 – Interruptor triplo
S20.1 – Interruptor baixa pressão (protecção do
compressor)
S20.2 – Interruptor alta pressão (protecção do compres-
sor)
S20.3 – Interruptor alta pressão (ligar ventilador)
S24 – Comutador do ventilador do habitáculo
S29 – Interruptor para ventilador (contacto com liquido
de arrefecimento do motor)
S101 – Interruptor do sistema de ar condicionado
S109 – Interruptor de aumento de rotações (informação
para o sistema de gestão do motor)
S128 – Interruptor duplo para ventiladores
V8 - Diodo
Y1 – Bobine de atracção da polia
X6 - Ficha

Ar Condicionado
2.59
2.5.9 – PARTICULARIDADES DO SISTEMA
GESTÃO CONJUNTA
O sistema de ar condicionado pode ser controlado conjuntamente com o sistema de ventilação para
ar quente, ou seja, será apenas necessário seleccionar a temperatura e distribuição do ar e o sistema
ligará o compressor ou deixará circular o líquido de arrefecimento do motor através do permutador
(radiador de chauffage) de modo a aquecer o habitáculo.
Os sistemas deste tipo, regulam (normalmente) automaticamente os seguintes parâmetros e funções:
temperatura, distribuição e recirculação do ar e activação do compressor. Podem, no entanto, estas
funções serem controladas manualmente, tendo prioridade sobre os parâmetros memorizados.
Variando manualmente um comando os outros continuam no modo automático. A temperatura do ar
nos difusores é sempre controlada electronicamente para que o valor da temperatura visualizado seja
o correcto. Estes sistemas são normalmente diagnosticáveis pelos equipamentos de diagnóstico dos
fabricantes do veículo, podendo nalguns casos estarem munidos de um sistema de registo de códigos
de avaria e de um auto-diagnóstico.
1 – Actuador da recirculação do ar; 2 – Actuador da comporta de mistura
3 – Actuador da comporta de distribuição de fluxos
Fig. 2.72 – Sistema de climatização por processador
1
2
3

Ar Condicionado
2.60
Fig. 2.73 – Controlo de climatização do processador
CONTROLO PARA U.E.C. MOTOR
A alimentação da bobine de atracção da polia do compressor passa nalguns casos pelo sistema de
gestão do motor. Em situações de excesso de temperatura do motor, como atrás foi referido, ou em
situações de acelerações bruscas (velocidade angular elevada do potenciómetro da borboleta de
admissão) o compressor é desligado, sendo ligado após a diminuição da referida temperatura (estes
valores variam em função do modelo e tipo do motor). No caso de aceleração e após alguns segundos
(5 a 10, variando em função do motor e modelo), o sistema liga novamente. Pretende-se, neste caso,
não prejudicar a necessidade de potência imediata.
U.E.C. PARA OS VENTILADORES
Como atrás referido, nalguns casos existe uma unidade electrónica para controlo dos ventiladores
que recebe a informação da temperatura do motor, através da unidade de gestão do motor (e não de
um termocontacto) e alimenta os ventiladores usando um estágio de potência por transistores o que
lhe permite controlar os referidos ventiladores por fases (variando estas de acordo com a opção do
fabricante). Esta unidade regista, normalmente, códigos de avaria e é diagnosticada pelo equipamento
de diagnóstico do fabricante.

Ar Condicionado
2.61
2.6 – ASSISTÊNCIA TÉCNICA
Os sistemas de ar condicionado não carecem de manutenção. Se, alguma vez se registar uma quebra do
rendimento do ar condicionado, ou se se manifestarem outras deficiências, será necessária a prestação
de uma assistência técnica competente. As instruções de segurança deverão ser rigorosamente
observadas.
Fig. 2.74 – Recuperação e carga do sistema
Neste contexto são imprescindíveis conhecimentos técnicos profundos e a utilização de ferramentas
especiais: toda a assistência aos sistemas de ar condicionado deverá ser exclusivamente prestada por
um técnico com equipamento e dotado de conhecimentos para o efeito. De facto, só com uma criteriosa
preparação e seguindo escrupulosamente cada um dos passos das operações se consegue evitar:
A perda de tempo;
O retorno à oficina;
A perda do produto refrigerante.

Ar Condicionado
2.62
2.6.1 - TESTE DE RENDIMENTO
Na medição da pressão com a os manómetros de serviço são medidos os valores nas gamas da
alta e da baixa pressão. Para isso é condição um correcto enchimento do produto refrigerante. Os
valores dependem da temperatura exterior, do número de rotações do motor e da passagem do ar
pelo evaporador e pelo condensador. Os valores determinados têm de corresponder aos indicados nas
instruções para ensaio, para atingir as temperaturas ali indicadas nos ejectores de ventilação.
Os valores de pressão podem ser lidos no painel de comando da estação de serviço, ou nos manifold´s
utilizados para o efeito.
As válvulas da estação de carga marcadas com baixa (7) e vácuo (8), põem em comunicação os lados
de alta e baixa pressão do circuito do sistema de ar condicionado. Assim:
Nunca abrir as válvulas simultaneamente com o compressor ligado.
Com ambas as válvulas abertas, põem-se em comunicação os lados de alta e baixa pressão do circuito
o que provoca a destruição do compressor, especialmente com o motor do veículo a trabalhar.
Ao ligar e desligar as mangueiras faça-o rapidamente e com segurança, para evitar entrada de ar no
sistema ou reduzir ao mínimo as perdas de produto refrigerante.
Fig. 2.75 – Estação de enchimento
2 – Mangueira de baixa pressão
3 – Mangueira de alta pressão
5 – Válvula do vacuómetro
6 – Válvula de gás de alta e baixa pressão
7 – Válvula da mangueira de baixa pressão
com bomba de vácuo e carga
8 – Válvula da mangueira de alta pressão
com bomba de vácuo e carga
9 – Válvula de bomba de vácuo (alta)
10 – Válvula de purga (óleo)
11 – Válvula para saía de líquido
14 – Mangueira de comunicação de bomba
de vácuo
16 – Vacuómetro
18 – Manómetro de baixa pressão
19 – Manómetro de alta pressão
21 – Interruptor
22 – Interruptor do aquecimento do cilindro
30 – Agulha de marcação do vacuómetro

Ar Condicionado
2.63
TABELA COMPARATIVA PARA RENDIMENTO
Tal como foi referido anteriormente, os valores abaixo descritos são valores meramente exemplificativos
de modo a uma melhor compreensão do funcionamento do sistema, não substituem de modo algum, os
valores indicados pelo fabricante do modelo.
TEMPERATURA
EXTERIOR
BAIXA
PRESSÃO
ALTA
PRESSÃO
TEMPERATURA
DO AR NOS
DIFUSORES
R.P.M.
DO MOTOR
ºC Bar Bar ºC R.P.M.
5 - 10 8 - 14 1.9 - 2.1 1 - 4 2000
10 - 15 8 - 16 1.9 - 2.1 2 - 6 “
15 - 20 10 - 18 1.9 - 2.3 4 - 8 “
20 - 25 12 - 20 2.1 - 2.4 6 - 10 “
25 - 30 14 - 20 2.2 - 2.5 10 - 12 “
30 - 35 16 - 21 2.4 - 2.8 12 - 14 “
Tab. 2.1
2.6.2 – MANÓMETROS (EXEMPLOS)
Manómetros de Classe 1
Manómetros de metal com erro de 1% na leitu-
ra, suportam sobre-pressões sem danificar o
manómetro na ordem dos 200%. Parafuso de
calibração por fora.
Escalas
Baixa pressão –1 a 10 bar/ - 30 a 140 PSI.
Alta pressão –1 a 30 bar/ - 30 a 400 PSI.
Fig 2.76 – Manómetros de metal

Ar Condicionado
2.64
Os manómetros a óleo são mais resistentes a trepidações dando mais estabilidade à agulha.
Fig. 2.77 – Manómetros a óleo
Exemplo de manómetro com a particularidade de todas as peças em contacto com o fluido são de aço
inoxidável.
Fig. 2.78 – Manómetro NH3
- Amónia
Manómetros combinados
__
Com retardo até 350 lb;
__
limitador para evitar pulsação e sobrecarga;
__
parafuso de calibração de fácil acesso;
__
escala de temperatura.
Fig. 2.79 – Manómetros combinados

Ar Condicionado
2.65
Manómetros de pressão
__
Manómetro do lado de pressão com es-
cala de – 1 a 34 bar (0 – 500 psi), com
limitador; com escala de temperatura e
parafuso de recalibração.
Fig. 2.80 – Manómetros de alta pressão
Manómetros de vácuo
__
Manómetro de vácuo com indicador ajustável;
__
Escala: 0 – -1000 mbar.
Fig. 2.81 – Manómetro de vácuo
Manómetros de vácuo TORR
__
Manómetro de vácuo absoluto;
__
Escala: 0 – -40 mbar.
Fig. 2.82 – Manómetro de vácuo TORR

Ar Condicionado
2.66
Manifold´s
Manifold´s de quatro vias, líquidos ou secos de classe 1 com escalas em bar ou PSI, com válvula
central de esfera de alta segurança.
Fig. 2.83 – Manifol´s de quatro vias sem mangueiras
Manifold´s de duas vias sem mangueiras
Fig. 2.84 – Manifold´s de duas vias

Ar Condicionado
2.67
Fig. 2.85 – Manifold´s de válvulas laterais e mangueiras de ligação rápida
2.6.3 - MEDIÇÃO DE TEMPERATURA
A medição da temperatura (Fig. 2.86) indica-nos se os dados de rendimento do ar condicionado
coincidem com os valores nominais das instruções para ensaio (Ficha Técnica da Viatura).
E determinada a temperatura do ar dentro do habitáculo à saída de um ejector de ar de ventilação (Fig.
2.86) e ao mesmo tempo à temperatura exterior.
Fig. 2.86 – Medição de temperatura

Ar Condicionado
2.68
Fig. 2.87 – Termómetro analógico com estojo Fig. 2.88 – Termómetro digital
2.6.4 – DETECÇÃO DE FUGAS
Fig. 2.89 – Detecção de fugas

Ar Condicionado
2.69
CUIDADOS A OBSERVAR NA DETECÇÃO DE FUGAS
Antes de esvaziar e depois de encher o sistema de ar condicionado, é necessário verificar quanto à
estanquicidade o circuito do produto refrigerante. Se eventuais fugas não forem localizadas antes do
esvaziamento e vedadas nos subsequentes trabalhos de montagem, poderá ser aspirado ar e humidade
para dentro do sistema na posterior operação de evacuação.
As fugas no circuito do produto refrigerante verificam-se essencialmente junto das flanges e nos pontos
de união. Uma parte das fugas são visíveis a olho nu. O lubrificante do compressor que sai também por
uma fuga liga-se à poeira e às impurezas do ar, dando um aspecto oleoso e sujo á fuga.
Para evitar as mínimas emissões de refrigerante que escapam aos olhos humanos, os serviços de
assistência técnica dispõem de um detector de fugas electrónico. O aparelho de detecção tem a
capacidade de indicar com fiabilidade pequeníssimas fugas na ordem de 15 g/ano.
DETECTOR DE FUGAS ACÚSTICOS
Na localização de fugas com o respectivo detector é necessário observar diversas condições:
Durante a detecção da fuga o motor do veículo permanece desligado;
A bateria terá de ser desligada;
Compartimento do motor deverá ser convenientemente arejado antes da
detecção da fuga, uma vez que o detector reage também aos vapores dos
produtos de limpeza, anti-congelantes, combustíveis, etc.;
Durante a detecção da fuga a deslocação do ar dentro do compartimento
do motor deverá ser tanto quanto possível minimizada, a fim de poder loca-
lizar as mais pequenas permeabilidades,
Os pontos em questão são verificados pelo lado debaixo, dado que o refri-
gerante gasoso é mais pesado do que o ar.

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