Superaquecimento e sub-resfriamento
Fluido
refrigerante que circula pelo sistema de refrigeração está, ao longo do
circuito, sub-resfriado, saturado ou superaquecido; medição representa meio
útil para saber sobre funcionamento e nortear adequações eventualmente
necessárias
Os conceitos de superaquecimento e sub-resfriamento podem ser melhor explicados começando pelo mais abundante fluido existente no planeta: o refrigerante R718, popularmente conhecido como água. De acordo com a Figura 1 (veja abaixo), a água ferve a uma temperatura de 100°C, o que nos leva à nossa primeira definição: a temperatura em que um fluido entra em ebulição é chamada de temperatura de saturação.
Um fluido em sua temperatura de saturação pode existir em duas fases: líquido ou vapor - ou ainda como mistura dos dois. Líquido e vapor na temperatura de saturação são chamados, respectivamente, de líquido saturado e vapor saturado. No caso da água, a 100°C, ela existirá como água líquida, como mistura de líquido e vapor ou como vapor.
Nós podemos facilmente observar essas condições quando usamos uma chaleira para esquentar água até a temperatura de evaporação. Enquanto aquecemos a água, ela se converte em vapor; e a temperatura do vapor que sai da chaleira não excede a temperatura de saturação da água.
No entanto, se adicionarmos calor ou vapor saturado, como mostra a
Figura 2 (veja abaixo), elevaremos a temperatura e
superaqueceremos o vapor. Na referida figura, estamos aumentando a temperatura
do vapor de 100°C para 111°C.
Tais fluidos, geralmente, possuem temperaturas de saturação muito inferiores às da água e proporcionam pressões de operação desejáveis para a eficiência do compressor.
Por que precisamos saber sobre superaquecimento e sub-resfriamento em um sistema de refrigeração? Como explicado, o refrigerante que circula pelo sistema se torna sub-resfriado, saturado e superaquecido. A capacidade de medir o superaquecimento e o sub-resfriamento proporciona meios úteis para determinar se o sistema está operando corretamente.
Um sistema básico de refrigeração consiste no seguinte conjunto de componentes: compressor, condensador, tanque de líquido, válvula de expansão termostática (VET) e evaporador, como aponta a Figura 3 (veja abaixo). Se o sistema estiver operando corretamente, a parte alta (do compressor até a VET) possuirá em seu interior o refrigerante em todos os seus três estados: sub-resfriado, saturado e superaquecido. A linha de descarga contém vapor superaquecido em alta pressão. Conforme o vapor flui pelo condensador, sua temperatura é reduzida, condensando-o numa mistura de líquido e vapor e, finalmente, em líquido, com uma pequena quantidade sub-resfriada.
A parte baixa do sistema (da VET até o compressor) normalmente irá conter refrigerante em duas das três fases possíveis: saturado e superaquecido. O refrigerante, então, flui, numa mistura de líquido e vapor, para dentro do evaporador, onde evapora e se torna vapor superaquecido antes de entrar no compressor.
Além do condensador e do
evaporador, é possível encontrar refrigerante saturado dentro do tanque de
líquido. Isso ocorre porque podemos ter refrigerante sub-resfriado fluindo
para dentro e para fora do tanque de líquido. Pode acontecer de haver ambos,
refrigerante sub-resfriado e saturado, na interface líquido-vapor do tanque de
líquido.
Imagens e texto retirado da revista Fic Frio https://www.ficfrio.com.br/