Guia básico para compreender o superaquecimento

Considerado por muitos como um cálculo complicado, o superaquecimento é, na verdade, a diferença entre dois valores. O termo “aquecimento” causa confusão aqui, já que esse cálculo pode ter resultado negativo.

Uma coisa pode estar a -23 ºC e ainda estar superaquecida. Estamos falando de uma diferença entre temperaturas, não um valor absoluto.

Assim como o sub-resfriamento, compreender e calcular o superaquecimento pode ser um pouco difícil para os refrigeristas novatos, porque a maioria não entende o seu real significado.

O superaquecimento é, provavelmente, o termo técnico mais comentado e, ao mesmo tempo, um dos mais incompreendidos entre profissionais da área de HVAC-R.

Ele é medido através da diferença entre a temperatura real do vapor do fluido refrigerante em um determinado ponto e a temperatura de saturação da substância.

O cálculo correto do superaquecimento exige que o técnico verifique a pressão e a temperatura simultaneamente no mesmo local e, como sabemos, nem sempre é fácil fazer uma leitura de pressão no local do bulbo remoto junto com a temperatura.

Dicas úteis

O superaquecimento diz a um técnico até onde o líquido está chegando através do evaporador. Um superaquecimento maior significa que o líquido está passando menos pela serpentina antes de virar vapor completamente, e um superaquecimento menor significa que o líquido está avançando mais pela serpentina.

Um superaquecimento maior do que o apropriado resulta em baixa capacidade do sistema e em superaquecimento do compressor, enquanto um superaquecimento baixo ou de zero pode resultar em excesso de refrigerante e danos no compressor.

Quando um técnico mede um superaquecimento negativo, esse é um bom momento para checar suas as leituras. Lembre-se sempre que uma medição de superaquecimento depende de valores exatos de pressão e temperatura. Por isso, ferramentas de alta qualidade com a calibragem correta são indispensáveis.

Em geral, há três coisas que os refrigeristas iniciantes devem saber sobre o superaquecimento. Primeiramente, todos devem saber como medi-lo, porque determinar a eficácia do funcionamento do evaporador exige a medição do valor de superaquecimento na saída. Também é preciso saber os valores corretos de superaquecimento na saída do evaporador e na entrada do compressor – diferentes aplicações são projetadas em torno dos diferentes valores de superaquecimento no evaporador. Por fim, todos devem entender o que significa superaquecimento.

A pressão é a leitura mais difícil de ser registrada, porque nem sempre há uma válvula de pressão na extremidade do evaporador.

Ajustar o superaquecimento em um sistema com tubo capilar é muito diferente de um sistema com válvula de expansão termostática (TXV, em inglês), já que a pressão no cabeçote afetará muito o superaquecimento. Após o ajuste, é importante deixar o sistema operando por tempo suficiente até se estabilizar – algo entre 10 minutos – para então determinar quais alterações foram feitas.

Erros comuns

O cálculo adequado do superaquecimento é importante porque, se os refrigeristas não tiverem o superaquecimento correto do evaporador ou do compressor, poderão mandar composto refrigerante líquido ao compressor e arruiná-lo.

Se um técnico medir a pressão no compressor em vez de fazer isso na saída do evaporador, vai obter um valor de superaquecimento mais elevado e, portanto, não real.

À medida que o refrigerante percorre a extensão da linha de sucção, haverá queda de pressão associada ao atrito e/ou restrições causadas por acúmulo de óleo, filtros ou válvulas.

Isso fará com que a pressão no compressor seja menor que a pressão de saída do evaporador. Essa leitura de superaquecimento equivocada, mais alta, pode levar o técnico a ajustar a haste da TXV no sentido anti-horário [aberto] para compensar a leitura imprecisa de alto superaquecimento.

Um erro comum na prática é registrar o superaquecimento quando o sistema não está em um estado estável ou próximo à sua temperatura padrão. Outros erros incluem não saber os valores corretos e não usar um termômetro adequado para medir a temperatura do tubo.

Trabalhar com pressa ou não seguir os procedimentos corretos são os problemas bastante comuns.

Calculando o superaquecimento

Os refrigeristas devem calcular o superaquecimento quando estiverem analisando um problema no sistema ou dando a partida em algum equipamento.

Primeiro, deve-se medir e comparar com os padrões do fabricante ou padrões da indústria. O sistema precisa estar em um estado estável, ou seja, deve estar operando por pelo menos 10 a 15 minutos.

Entre outras boas práticas, também podemos medir a pressão e a temperatura no mesmo local, convertendo a pressão medida para sua temperatura de saturação equivalente e, em seguida, comparar a temperatura de saturação convertida com a temperatura real obtida.

No caso de um sistema com TXV, o cálculo de superaquecimento é usado para verificar a eficiência do evaporador. Já com um tubo capilar, o cálculo é usado para verificar também a carga correta de fluido refrigerante.

O superaquecimento deve ser calculado sempre que uma carga estiver sendo configurada ou iniciada. Há muitas circunstâncias em que os técnicos podem testar um sistema sem conectar o manifold, apenas para reduzir a perda de refrigerante e o risco de contaminação. Mas toda vez que você conectar o manifold, vale a pena verificar o superaquecimento.

Por fim, o refrigerista deve saber que o superaquecimento por si só não é suficiente para fazer um diagnóstico. É geralmente utilizado em conjunto com o sub-resfriamento, pressão de sucção, pressão do cabeçote, amperagem do compressor e outras leituras para chegar a um veredito.

Mas lembre-se: o superaquecimento é apenas uma medida e, embora seja significativa, não devemos desprezar as outras. Enfim, um bom técnico sempre usa todos os seus recursos e faz uma completa inspeção visual do equipamento, além de realizar medições de diagnóstico, como o superaquecimento.

Conheça as vantagens do sub-resfriamento e superaquecimento

Imagine uma situação bastante comum do nosso dia a dia. Você vai realizar uma ordem de serviço, tira algumas leituras de uma unidade condensadora e descobre que a pressão de sucção está baixa. O que você faz?

Eu sei que na maioria dos casos a resposta vai ser: “adiciono mais refrigerante”. Mas, antes de começar a colocar mais fluido, não seria uma boa ideia confirmar se a baixa quantidade de fluido é mesmo o problema?

Para fazer o diagnóstico correto é preciso considerar as três principais causas deste tipo de problema e conferir o sub-resfriamento e o superaquecimento do sistema. Então vejamos:

CAUSA Nº 1: Calor insuficiente enviado ao evaporador

Isso pode ser provocado por baixo fluxo de ar (filtro sujo, tubulação limitada ou com tamanho inferior ao ideal, acúmulo de poeira e impurezas na ventoinha), além de sujeira ou uma obstrução na bobina do evaporador.

Bom, a análise do superaquecimento indicará se a baixa sucção é causada por calor insuficiente enviado ao evaporador. Para checar o superaquecimento, prenda um termômetro na linha de sucção com a finalidade de medir a temperatura do cano. Não utilize um termômetro infravermelho para esta tarefa. Então, meça a pressão de sucção e verifique a temperatura correspondente no gráfico de temperatura/pressão. Por fim, subtraia os dois valores para chegar ao superaquecimento.

Por exemplo, uma pressão de sucção de 68 psi em um sistema com R-22 é convertido para 40 °F (4,5 ºC). Digamos que a temperatura da linha de sucção seja de 50 °F (10 ºC). Ao subtrairmos os dois números temos 10 ºF (5,5 ºC) de superaquecimento. Essa diferença para a maioria dos sistemas deve ser de aproximadamente 5,5ºC medido no evaporador; e de 11 ºC a 14 ºC perto do compressor.

Se a pressão de sucção for de 45 psi (que é convertido para 22 ºF ou -5,5 ºC na tabela), e a temperatura de sucção for de 32 ºF (0 ºC) o sistema ainda possui 10 ºF ou 5,5 ºC de superaquecimento. O fato de essas leituras serem normais indica que a baixa pressão de sucção não é causada por baixo volume de refrigerante, mas sim calor insuficiente enviado para o evaporador.

CAUSA Nº2: Aparelho de medição com defeito, obstruído ou abaixo do tamanho recomendado

Digamos que um sistema tenha 45 psi de pressão de sucção (convertido para 22 ºF ou -5,5 ºC) e 68 ºF (20 ºC) de temperatura na linha de sucção, o superaquecimento é de 46 ºF (25,5 ºC). Isso indica baixa quantidade de refrigerante no evaporador. Porém, antes de adicionar mais refrigerante, confira o sub-resfriamento para ter certeza de que o problema não é causado por um aparelho de medição defeituoso, obstruído ou abaixo do tamanho recomendado.

Enquanto o superaquecimento indica a quantidade de refrigerante que está no evaporador (o superaquecimento alto indica insuficiência, e o baixo é sinal de excesso), o sub-resfriamento mostra a quantidade de refrigerante no condensador.

O sub-resfriamento em sistemas que utilizam uma válvula de expansão termostática (VET) deve ser de aproximadamente 10 ºF (5,5 ºC) a 18 ºF (10ºC). Um sub-resfriamento mais alto indica excesso de refrigerante se acumulando no condensador.

Em sistemas VET com superaquecimento elevado, certifique-se de verificar o sub-resfriamento, conforme o refrigerante é adicionado. Se o superaquecimento não muda e o sub-resfriamento aumenta, o problema é com o dispositivo de medição. No caso de uma VET, é provável que a cabeça precise ser substituída.

Para averiguar o sub-resfriamento, posicione um termômetro na linha de líquido perto do condensador. Pegue a pressão da cabeça e verifique a temperatura correspondente na tabela. Subtraia os dois valores para chegar ao sub-resfriamento.

Por exemplo, 275 psi de pressão na cabeça em um sistema com R-22 tem uma temperatura correspondente de 124 ºF (51 ºC). A temperatura na linha de líquido é de 88 ºF (31 ºC). A diferença dos dois valores é de 36 ºF (20 ºC). Superaquecimento e sub-resfriamento elevados indicam um problema com o instrumento de medição.

Lembre-se sempre que o sub-resfriamento não aumenta nos sistemas com linha receptora líquida, uma vez que o líquido extra vai encher o receptor em vez de reforçar o condensador.

Receptores são raros em aparelhos de ar-condicionado, mas muito comuns em pequenos sistemas de refrigeradores como freezers em formato câmara fria. Se um sistema com receptor tem superaquecimento elevado e o visor da linha de líquido está cheio (sem bolhas), cheque o aparelho de medição.

Se o visor apresenta bolhas, o sistema pode estar com quantidade insuficiente de refrigerante, ou o filtro secador da linha de líquido pode estar obstruído.

CAUSA Nº 3: Quantidade insuficiente de refrigerante

De fato, há alguns casos em que a baixa pressão de sucção é causada por volume baixo de refrigerante. Se o superaquecimento é alto e o sub-resfriamento é baixo, a quantidade de refrigerante provavelmente será baixa. Apenas tenha em mente duas coisas: primeiro, encontre e conserte o vazamento. Segundo, monitore ambos – o superaquecimento e o sub-resfriamento – à medida que você acrescenta refrigerante, para evitar o excesso de carga.

Observados todos esses cuidados, parabéns! Seu sistema foi diagnosticado corretamente e tem tudo para voltar a funcionar muito bem.

Sub-resfriamento vale a pena

Eu sei que muitos colegas franzem a testa só de ouvir falar em sub-resfriamento. Mas não se trata de nenhum bicho de sete cabeças, não. E o que é melhor, se bem observada no dia a dia, essa prática pode deixar o cliente supersatisfeito com a eficiência alcançada em sua instalação.

Na verdade, sub-resfriamento é aquela condição obtida quando o fluido refrigerante está mais frio que a temperatura mínima (de saturação) necessária para evitar sua entrada em ebulição, ou seja, a mudança do estado líquido para o gasoso.

Trocando em miúdos, a quantidade de sub-resfriamento corresponde à diferença entre a temperatura de saturação e a temperatura real da linha de líquido.

Mas como executar ou aferir esse parâmetro? Bem, a melhor prática a adotar é sempre consultar o manual do fabricante do equipamento e seguir à risca o que lá estiver indicado.

Na média, porém, o sub-resfriamento ocorre entre 8 °C e 11 °C em sistemas de climatização, e entre 3 °C e 8 °C nos equipamentos refrigeradores.

Para realizar o serviço, você deve estar munido de manifold, termômetro de bulbo ou eletrônico com sensor de temperatura, filtro ou espuma isolante e tabela de conversão pressão-temperatura (P/T) do fluido refrigerante utilizado.

A título de exemplo, vamos imaginar um equipamento com R-22 em que o sub-resfriamento desejado estivesse entre 8 °C e 11 °C e que a pressão da linha de descarga (manômetro) acusasse 260 psig. Já a temperatura de condensação saturada estaria a 49 °C e a da linha de líquido a 45 °C. O sub-resfriamento seria de 4 °C, o que corresponde à subtração dessas duas temperaturas. Como a nossa meta estava entre 8 °C e 11 °C, seria necessário adicionar refrigerante para alcançar a carga desejada.

Complicado? Nem tanto, mas vale a pena o esforço. O correto sub-resfriamento aumenta a eficiência do sistema, pois quantidade de calor a ser removida por libra de refrigerante circulado é maior. Quer dizer, menos fluido é bombeado para manter a temperatura desejada, o que diminui o tempo de funcionamento do compressor.