Refrigeração 10/01/2022 | 6 min. de leitura

Superaquecimento no sistema de refrigeração

O que é o Superaquecimento

De forma mais simples e resumida podemos dizer que o superaquecimento nada mais que é a diferença entre a temperatura de evaporação e a temperatura da linha de sucção, essa diferença irá resultar o valor do superaquecimento.

Levando para um conceito mais técnico, afirmamos que o superaquecimento é o calor absorvido pelo fluído refrigerante na condição de vapor saturado, ou seja, após toda evaporação do líquido qualquer calor que o fluído refrigerante venha a ganhar após esse processo, fará que o mesmo aumente sua temperatura elevando o superaquecimento. Assim se temos uma evaporação de 0° C e uma temperatura da linha de sucção de 6° C, podemos dizer que houve uma elevação de temperatura de 6°C em relação a temperatura de evaporação ou simplesmente 6k de Superaquecimento. No texto de hoje iremos abordar tudo o que você precisa saber sobre Superaquecimento.

A Importância do superaquecimento

Para garantimos um bom desempenho do sistema de refrigeração e a vida útil do compressor possibilitando seu bom funcionamento, se faz necessário que o sistema esteja com o correto balanceamento térmico que consiste no Superaquecimento e Sub-Resfriamento.

Superaquecimento útil ou total?

O superaquecimento útil é medido no evaporador, utilizamos essa medição como uma referência para certificar o desempenho de troca de calor do evaporador. Um superaquecimento alto indicada que o fluído refrigerante evaporou rapidamente no trocador de calor, fazendo que a eficiência de troca térmica diminuía, um pouco mais adiante iremos falar das possíveis causas que podem ocasionar esse efeito. Já um superaquecimento muito baixo indica ou nulo indica que o fluído refrigerante não evaporou completamente por algum motivo que também será abordado nessa matéria.

O superaquecimento total tem como objetivo garantir que o compressor receba o fluído refrigerante na condição de vapor saturado (100% vapor) a uma temperatura satisfatória para fazer o seu devido resfriamento, sim é isso mesmo, o retorno do fluído refrigerante é o responsável por fazer o resfriamento do compressor.

Como Medir o Superaquecimento

EPI´s

  • Óculos de segurança
  • Luvas de PVC térmica
  • Jaqueta térmica

Ferramentas e instrumentos necessários

  • Manifold
  • Jogo de mangueiras
  • Termômetro
  • Chave inglesa
  • Chave de fenda 5/16 x 2“
  • Régua para conversão de pressão x temperatura

Como ajustar o superaquecimento – Recomendações

A válvula de expansão deve ser ajustada somente após a temperatura desejada encontrar-se em regime de operação normal e contínuo, ou seja, a temperatura do ambiente deve estar estabilizada.

Não se deve ajustar a válvula de expansão minutos antes ou após o período de degelo, ou se estas estiverem apresentando um pequeno ruído, pois isso indica que a válvula não está em regime normal de funcionamento. Nestas condições, as leituras de temperatura não correspondem ao superaquecimento real.

Durante o ajuste do superaquecimento, é necessário que o evaporador funcione de modo contínuo. Uma dica é baixar o set-point de temperatura no controlador eletrônico ou termostato a pelo menos -25 a -30°C dependendo da aplicação. Assim, evita-se o fechamento da válvula solenóide, que nestas condições não interfere nas leituras obtidas durante o procedimento de ajuste.

Verifique se o bulbo da válvula de expansão está localizado na posição correta e se está fixado adequadamente na tubulação de sucção com braçadeira metálica e isolado termicamente.

De acordo com os diâmetros da tubulação, o bulbo deverá ser montado na posição correspondente às agulhas de um relógio entre 1 e 4 horas. O bulbo termostático da válvula de expansão deve estar isolado termicamente para evitar interferências do ar circulado no ambiente.

Roteiro de Ajuste

  1. Coloque o manômetro de baixa na válvula schraeder que se encontra na linha de sucção, logo na saída do evaporador;
  2. Coloque o bulbo do termômetro próximo ao bulbo da válvula de expansão. Fixe firmemente o bulbo do termômetro, garantindo que o bulbo do termômetro fique encontrado na tubulação;
  3. Isole termicamente o bulbo para evitar interferência nas temperaturas;
  4. Após realizado o procedimento citado acima, aguarde alguns minutos para estabilização da temperatura.

O cálculo do superaquecimento é realizado conforme exemplo demonstrado abaixo:

  • Fluído refrigerante R-22
  • PRESSÃO DE SUCÇÃO 37  PSIG
  • TEMPERATURA DE VAPOR SATURADO -10 °C
  • TEMPERATURA DE SUCÇÃO -3 °C
  • SUPERAQUECIMENTO = TEMPERATURA DE SUCÇÃO – TEMPERATURA DE VAPOR SATURADO = 7 K
  • Superaquecimento = 7 K

Observe se o superaquecimento não está variando ou as temperaturas lidas no termômetro se aproximam da temperatura do vapor saturado (Temperatura convertida na régua ou tabela), chegando mesmo a se igualar a estas temperaturas. Após dois ou três minutos, elas tornam a se afastar, chegando à diferença de 12°C a 15°C. Isso indica que a válvula não está equalizando corretamente o fluxo do gás refrigerante.

A causa deste efeito é que a câmara ainda não atingiu a temperatura de regime normal ou a válvula de expansão está com o orifício maior que o necessário.

O que fazer se caso o superaquecimento esteja fixo em torno de 8 a 11 K: abra a haste de ajuste da válvula girando meia volta no sentido anti-horário. Este procedimento deixa passar maior quantidade de fluído refrigerante, diminuindo o superaquecimento. Aguarde em torno de 10 a 15 minutos até que as temperaturas lidas se estabilizem.

O que fazer se caso o superaquecimento não tenha sido atingido:  abra mais ¼ de volta a haste de ajuste da válvula. Aguarde novamente e repita este procedimento até obter o superaquecimento desejado.

O que fazer se caso o valor da saída do evaporador esteja igual, ou até mais baixo que a temperatura de vapor saturado: o procedimento deve ser inverso do descrito acima. A válvula deve ser fechada girando-se a haste de ajuste no sentido horário. Caso mesmo assim não consiga o ajuste satisfatório, é sinal que a válvula de expansão está com o orifício em tamanho acima do necessário, devendo o mesmo ser substituído por um número menor.

No caso do superaquecimento estar em um valor elevado, acima de 11 K, e a válvula não responder a regulagem, ou seja, mesmo a válvula expansão estando totalmente aberta o superaquecimento não diminui, o orifício da válvula está pequeno, devendo o mesmo ser substituído por um número maior.

Variação do superaquecimento em função do ajuste da válvula

Variação do superaquecimento

Superaquecimento total na sucção do compressor

O superaquecimento na sucção deve ser verificado conforme exemplo demonstrado abaixo:

  1. Medir a pressão de sucção na válvula de serviço do compressor, converter a pressão lida em temperatura;
  2. Medir a temperatura na linha de sucção a aproximadamente 20 a 30 cm da entrada do compressor utilizando um termômetro apropriado;
  3. Subtrair a temperatura de saturação equivalente à pressão de sucção da temperatura medida na sucção. A diferença é o superaquecimento total.

Exemplo:
Pressão de sucção = 37 Psig (Temperatura de evaporação = -10°C)
Temperatura na sucção do compressor = 5°C
Superaquecimento Total = 5 – (-10) = 15K

Vale à pena lembrar:

  • Superaquecimento total muito baixo: pode resultar em retorno de líquido para o compressor. Isto causa a diluição do óleo e risco de quebra mecânica do compressor.
  • Superaquecimento total elevado (Alto): ocasiona altas temperaturas de descarga no compressor, diminui a capacidade do evaporador, aumenta a potência consumida e reduz a vida útil do compressor.

Importante: Instalações com grandes linhas de sucção, como câmaras, sistemas de supermercados e instalações industriais, é importante realizar a medição do superaquecimento total o mais próximo possível da válvula de serviço do compressor.

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