Tubos de Cobre by Daniel Santos

Dimensionamento de Tubulação de Cobre – Air-Split Objetivo O objetivo deste material é fornecer condições de que mecânicos técnicos e engenheiros envolvidos em projetos e instalação de condicionadores de ar do tipo AirSplit (Sistema Dividido) sejam capazes de determinar o diâmetro da tubulação de cobre utilizadas na instalação destes equipamentos. Sabemos bem que em geral os fabricantes dos condicionadores de ar, tipo split, fornecem os diâmetros para as tubulações utilizadas em seus equipamentos, mas que muitas vezes existem condições em que os catálogos do fabricante parecem faltar informações precisas sobre qual diâmetro escolher, para uma determinada condição de instalação, sendo assim, este conteúdo escrito será muito útil para solucionar estas dúvidas. Recomendação Para que seja mais fácil o entendimento do princípio de determinação do dimensionamento da tubulação de cobre para condicionador de ar do tipo Air-Split, que consta neste texto, é recomendável que se leia antes o material técnico publicado neste Site, da Escola SENAI “Oscar Rodrigues Alves” intitulado de “Perda de Carga”. Tubos de cobre De maneira geral, o tipo de material empregado para tubulações que conduzem fluido refrigerante depende da dimensão e da natureza da instalação frigorífica, do fluido refrigerante usado, do custo dos materiais e de mão de obra. Contudo, para instalações de condicionadores de ar do tipo split que, como a maioria das instalações de refrigeração utiliza como fluido refrigerante o R22, o mais comum é utilizar tubos de cobre. Observação O fluido refrigerante R22 é do tipo halogenado. Outros fluidos refrigerantes dessa família são R134a, R410A, por exemplo. Os tubos de cobre podem ser escolhidos de acordo com o tipo de tratamento térmico ao qual o metal foi submetido durante seu processo de fabricação. Esse tratamento é chamado de têmpera. Em instalações de condicionamento de ar do tipo split são utilizados os tubos de cobre de têmpera dura, que são tubos do tipo rígido, vendidos em barras,

conhecidos como tubos do tipo k. Este tipo de tubo, após instalação da tubulação que normalmente fica aparente, apresenta um bom visual quando a instalação fica pronta. Os tubos de cobre do tipo têmpera branda, comercializados em rolos, conhecidos como tubos do tipo L, são muito utilizados nas instalações dos condicionadores de ar split, devido à facilidade que apresentam durante a instalação, já que podem ser facilmente dobrados e carregados. Apesar desses tubos já terem suas medidas padronizadas em mm (milímetros) no sistema internacional de medidas, é muito comum no Brasil, a comercialização no antigo sistema britânico, ou seja, em polegada. A tabela a seguir apresenta as medidas de tubos de cobre do tipo L com suas dimensões em polegadas e em mm. Dimensões de tubos de Cobre Diâmetro Nominal in

¼ 3/8 ½ 5/8 ¾ 7/8 1 1/8 1 3/8 1 5/8 2½ 2 5/8 3 1/8 3 5/8 4 1/8 5 1/8 6 1/8

Diâmetros

Espessura da

Exterior mm

Interior mm

parede do

6 10 12 15 19 22 28 35 42 54 67 79 92 105 130 156

6,35 9,52 12,7 15,58 19,05 22,23 28,58 34,93 41,28 53,98 66,68 79,38 92,08 104,78 130,018 155,58

4,77 7,94 10,92 13,84 16,92 19,94 26,04 32,13 38,23 50,42 62,61 74,80 87,00 99,19 123,83 148,46

0,79 0,79 0,89 1,02 1,07 1,14 1,27 1,40 1,52 1,78 2,03 2,29 2,54 2,79 3,18 3,56

Peso por metro de tubo Kg/m

Área interna do tubo mm2

0,1239 0,1946 0,295 0,424 0,539 0,677 0,973 1,316 1,701 2,606 3,69 4,95 6,39 8,0 11,32 15,18

18 50 94 151 225 312 532 811 1148 1997 3079 4395 5944 7727 12041 17311

tubo mm

Área superficial por metro de comprimento Exterior m2

Interior m2

0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,09 0,11 0,13 0,17 0,209 0,249 0,289 0,329 0,409 0,489

0,0149 0,0249 0,0343 0,0435 0,0531 0,0626 0,0818 0,1009 0,1201 0,1584 0,1967 0,2350 0,2733 0,3116 0,3890 0,4664

Fonte: ASHRAE HANDBOOK – HVAC System 1992

Perda de Carga Sempre que um fluido se desloca no interior de uma tubulação dois fenômenos acontecem: 1) o atrito deste fluido com as paredes internas desta tubulação, 2) turbulência do fluido com ele mesmo. Esse fenômeno faz com que a pressão que existe no interior da tubulação vá diminuindo gradativamente à medida que o fluido se desloca dentro da tubulação. Essa diminuição da pressão é conhecida como perda de carga. A perda de carga diminui a eficiência do sistema frigorífico, fazendo com que o compressor tenha que executar um maior esforço para movimentar o fluido, dimuinuindo o seu tempo de vida útil, além de acarretar uma diminuição da capacidade frigorifica do sistema e aumentar o consumo de energia elétrica.

Como é impossivel evitar a perda de carga, a ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, ou seja, Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado) que é uma associação de normalização internacionalmente aceita e prestigiada, estabeleceu uma norma para a máxima perda de carga admitida para as tubulações de refrigeração. No caso da tubulação de sucção, que emprega fluido refrigerante R-22, utilizado nas instalações de split, o valor desta perda de carga máxima pode ser verificada na tabela a seguir. Perda de Carga

kPa

bar

psi

0,18

2,6

Repare que a perda de carga foi fornecida em três unidades diferentes de pressão Kpa e bar, que são unidades do sistema internacional de medidas e também em psi que é a extinta unidade do sistema britânico, mas que é ainda utilizada nos Estados Unidos e pelos técnicos de refrigeração e climatização do Brasil. É sabido que quanto maior for a velocidade que o fluido refrigerante tem dentro da tubulação, maior será a perda de carga que isso acarretará. Você já deve ter percebido que isso é um problema e pode até estar pensando na seguinte solução: diminuir ao máximo a velocidade do fuido dentro da tubulação a fim de obter uma diminuição da perda de carga. E para que a velocidade seja diminuída, basta utilizar tubulações de maior diâmetro. A solução parece óbvia, mas vai causar um outro problema: sempre que um compressor está em funcionamento, durante a descarga um pouco de óleo lubrificante é levado junto com o fluido refrigerante. Esse óleo deve circular por todo o sistema, passando pelo condensador, pelo dispositivo de expansão, pelo evaporador e retornando ao compressor. Esse óleo só conseguirá retornar ao compressor se existir uma velocidade mínima do fluido refrigerante para arrasta-lo junto. O que determina a velocidade mínima que permitirá que o vapor carregue o óleo, principalmente quando se tratar de fluxo ascendente, como no caso em que a unidade evaporadora está abaixo da condensadora, são a viscosidade e a densidade do óleo e a quantidade de diluição no refrigerante. Assim, não é possível aumentar o diâmetro da tubulação para diminuir a velocidade do fluido refrigerante a fim de diminuir a perda de carga, pois poderá ocorrer que o óleo lubrificante não circule no sistema. Não é possível, também, diminuir o diâmetro da tubulação para aumentar a velocidade a fim de fazer circular o óleo lubrificante, pois a perda de carga irá aumentar. Para resolver esses problemas, foi necessário estabelecer uma velocidade que venha a atender a ambas as necessidades. Para a linha de sucção as velocidades

recomendadas que devem ser utilizadas para garantir o arraste do óleo em qualquer condição de carga, são diferenciadas dos trechos horizontais e verticais conforme pode ser observado na tabela a seguir. m/s Linha Horizontal

2,5

Linha Vertical

5,0

Velocidade Máxima

Velocidades mínimas recomendadas para a linha de descarga

Quando um equipamento de condionador de ar do tipo split é instalado, essas recomendações são muito importantes para que seja possível realizar um serviço com qualidade. É preciso lembrar que quanto mais longa for a tubulação, devido às distâncias entre a unidade evaporadora e a unidade condensadora, maior será a perda de carga que ocorrerá nessa tubulação. Sendo assim, todo o cuidado deverá ser tomado para a escolha do diâmetro da tubulação. Na prática, não se consegue, sem a ajuda de instrumentos especiais de medição de laboratório, medir a velocidade do fluido refrigerante dentro da tubulacao. Não é possível, também, medir a perda de carga no interior da tubulação sem a ajuda de manômetros com uma escala muito precisa de leitura. Nesse caso, deve-se seguir as recomendações de cálculo que vamos estudar a seguir. Esse cálculos para determinar o diâmetro da tubulação de succão, garantirão que os valores de perda de carga e velocidade recomendados acima serão alcançados. Além do comprimento da tubulação determinado pela distância entre as unidades, as curvas, também chamadas de singularidades, ajudam a aumentar a perda de carga. Assim, quanto menor for o raio da curva, maior será a perda de carga. As curvas, na maioria dos casos, podem acarretar uma perda de carga muito maior do que os trechos retos da tubulação. Alguns poucos fabricantes de condicionadores de ar do tipo split fornecem tabelas para correção do diâmetro da tubulação de acordo com a perda de carga que o aparelho está sofrendo, devido ao comprimento do trecho reto e às curvas existentes na tubulação. Como isso não é uma regra, vamos apresentar a você uma maneira de determinar o melhor diâmetro de uma tubulação. Para poder calcular o melhor diâmetro da tubulaçao a fim de que ela apresente uma perda de carga e possua uma velocidade dentro dos valores estabelecidos, é necessário determinar antes o comprimento real da tubulação, conhecido como Comprimento Equivalente (LEQ)

Todos os tubos têm um comprimento medido em seus trechos retos, definido como o comprimento real da instalação. Normalmente, os fabricantes de condicionadores de ar do tipo split utilizam esse valor para informar quantos metros de tubo é possivel utilizar em seu equipamento. Contudo, esse valor não serve para calcular a perda de carga de uma instalação, pois, como já foi dito, as curvas também contribuem em uma grande parcela para a perda de carga. Para facilitar os cálculos de perda de carga, foi feito um estudo para descobrir o quanto determinada curva de um tubo de determinado diâmetro causa de perda de carga nesse mesmo tubo. O estudo revelou que a perda decarga equivale à perda de um tubo reto de tantos metros de comprimento. Essa relação entre a curva e quanto ela representa em termos de perda de carga no tubo se ele fosse reto, é conhecida como comprimento equivalente. A tabela a seguir mostra a relação entre a curva, o diâmetro do tubo e o comprimento equivalente, se ele fosse um tubo reto. Nessa tabela são considerados dois tipos de curva, uma curva pequena e uma curva grande. Comprimento Equivalente (m) Diâmetro Pol mm

Curva de Raio Pequeno

Curva de Raio Grande

3/8

1,2

0,9

1,4

1,0

5/8

1,7

1,2

2,0

1,4

7/8

2,4

1,6

1 1/8

0,8

0,6

1 3/8

1,0

0,7

1 5/8

1,2

0,8

2½

1,6

1,0

2 5/8

2,0

1,3

3 1/8

2,4

1,6

3 5/8

3,0

1,9

4 1/8

105

3,7

2,2

5 1/8

130

4,3

2,7

6 1/8

156

5,2

3,0

Fonte: Air Conditioning and Refrigeration Institute

Intuitivamente, pela simples observação, é fácil perceber que um tubo de raio pequeno causará uma perda de carga maior que uma curva de raio grande. Por isso, a curva de raio pequeno possui um comprimento equivalente maior que a curva de

raio grande e se ela fosse um tubo reto, teria um comprimento maior para causar a mesma perda de carga. Assim, na tabela, é possível verificar que uma curva de raio pequeno com diâmetro de ¾ de polegada apresenta uma perda de carga do fluido refrigerante equivalente à passagem por um trecho reto do mesmo tubo com 2,0 m de comprimento. Observe um exemplo de uma curva de raio pequeno em uma tubulação de cobre, representada na ilustração a seguir.

Curva de Raio Pequeno

Tubo de Cobre Diâmetro ½”

Repare que a ilustração mostra um tubo de cobre de diâmetro de ½ polegada com trechos retos de 5 m e 2 m, interligados por uma curva de raio pequeno. Para saber qual é o comprimento equivalente desta instalação, basta saber quantos metros a curva de raio pequeno representa. Na tabela de comprimento equivalente acima, você pode observar que para um tubo de ½ polegada uma curva de raio pequeno tem o comprimento equivalente de 1,4 m. Isso significa que essa curva gerará a mesma perda de carga que aconteceria se ela fosse um tubo reto de 1,4 m. Assim, o comprimento equivalente desta tubulação corresponde à soma 5 m + 1,4 m + 2 m, cujo resultado é de 8,4 m. Para essa instalação, é possível montar uma tabela que pode ser muito útil quando se tratar de instalações com muitas curvas e diversos trechos retos. Tipo

Quantidade

Comprimento (m)

LEQU (m)

Trecho Reto Horizontal

-----

5,0

Trecho Reto Vertical

----

2,0

Curva Raio Pequeno

1,4

Comprimento Equivalente Total (m)

8,4

Dimensionamento da tubulação de sucção Quando se fala do dimensionamento da tubulação de sucção, isso se refere ao dimensionamento do diâmetro da tubulação que transporta o fluido refrigerante na forma de vapor superaquecido do evaporador até a unidade condensadora. E como você já estudou neste capítulo, deve se lembrar de que essa tubulação não deve apresentar uma perda de carga, segundo a norma, maior que 18 kPa (1,8 bar ou 2,6 psi) e deve ter uma velocidade suficiente para arrastar o óleo entre 5,0 m/s a 20 m/s nos trechos ascendentes, ou seja, de subida da tubulação. A instalação se torna mais complexa no que se refere ao dimensionamento da linha de sucção nos trechos ascendentes, ou seja, quando a unidade condensadora se encontra acima da unidade evaporadora. Essa complexidade se deve ao fato de que o óleo lubrificante, que se encontra na forma líquida, possui uma densidade maior que o fluido refrigerante, que está junto dele e que se encontra no estado de vapor superaquecido. Essa diferença de densidade faz com que o óleo lubrificante tenha a tendência a permanecer no fundo da tubulação, ou seja, junto ao evaporador. Para arrasta-lo para cima, é necessário tomar o máximo cuidado com o dimensionamento da tubulação de sucção ascendente. Para dimensionar a tubulação de sucção, levando em consideração a capacidade do condicionador de ar split, o comprimento equivalente da tubulação, considerando a máxima perda de carga admisível e com velocidades recomendadas, você utilizará a tabela de referência Capacidade da Linha de Succao a seguir Repare que a primeira coluna desta tabela refere-se ao comprimento equivalente (LEQU) em metros da tubulação de sucção, calculado da maneira como já foi apresentado nesse capítulo. A segunda coluna (∆P) refere-se à perda de carga que está ocorrendo dentro da tubulação de sucção. Os valores desta coluna são dados em kPa, lembrando que a máxima perda de carga que pode ocorrer é de 18 Kpa. Esse valor está marcado em negrito na tabela. As perdas de carga menores que 18 kPa são ideais para um bom projeto, pois quanto menor for a perda de carga, mais eficiente se tornará o sistema frigorífico. Perdas de carga que apresentam valores superiores a 18 kPa, como por exemplo 25 kPa, devem ser evitados a todo custo. Da terceira até a sétima coluna estão contidos os diâmetros das tubulações de sucção para as capacidades das unidades split em BTU/h. Observe que, das colunas em negrito dentro da tabela nas quais faltam os números com as capacidades em BTU/h, foram retirados os valores das capacidades, pois para estas condições de um determinado comprimento equivalente, para se conseguir uma determinada perda de carga com este diâmetro de tubulação,

velocidades do fluido refrigerante seriam menores que 5,0 m/s ou maiores que 20 m/s. Capacidade da Linha de Sucção

R-22 - BTU/h

Transportando Vapor Superaquecido de Refrigerante R-22 do Evaporador para o Compressor Diâmetro Nominal do Tubo de Cobre (polegada)

LEQU

3/8 1/2 5/8 3/4 7/8 ∆P 3 3993 9329 17497 29787 45976 6 5826 13573 25408 43189 66583 3 12 8468 19677 36770 18 10521 24412 25 12532 3 2728 6390 12009 20476 31644 6 3993 9329 17497 29787 45976 6 12 5826 13573 25408 43189 66583 18 7254 16874 31554 53589 82559 25 8656 20110 37575 3 16421 25396 6 7480 14045 23932 36966 9 12 4673 10904 20435 34767 53636 18 5826 13573 25408 43189 66583 25 6959 16192 30286 51443 79264 3 21713 6 12009 20476 31644 12 12 3993 9329 17497 29787 45976 18 4983 11622 21773 37033 57120 25 5956 13874 25970 44140 68044 3 6 10631 18136 28040 15 12 3534 8262 15506 26410 40781 18 4412 10299 19307 32855 50696 25 5277 12302 23041 39181 60422 3 6 16421 25396 18 12 7480 14045 23932 36966 18 3993 9329 17497 29787 45976 25 4778 11148 20890 35536 54820 3 6 23352 21 12 6875 12915 22015 34014 18 3670 8578 16096 27412 42323 25 4393 10255 19224 32715 50481 3 6 21713 24 12 12009 20476 31644 18 3411 7976 14972 25505 39388 25 4084 9538 17887 30448 46994 3 6 27 12 11261 19206 29689 18 7480 14045 23932 36966 25 3829 8946 16783 28577 44115 3 6 30 12 10631 18136 28040 18 7061 13263 22604 34922 25 3614 8448 15853 26999 41686 Nota: Valores baseados em Temperaturas de Evaporação de 4 oC e o Condensação 40 C, com Superaquecimento e Subresfriamento de 5 K LEQU = Comprimento Equivalente (m) P= Perda Total de Pressão (kPa) Fonte: Apostila Tabelas Técnicas de TMF IV – Prof. Valter Rubens Gerner

Exemplo 1 Para que você compreenda melhor o uso da tabela, vamos imaginar um exemplo prático. Imaginemos um ambiente em que você constatou a necessidade da instalação de um condicionador de ar de 12.000 BTB/h, conforme representação esquemática a seguir.

Repare que a unidade condensadora está instalada abaixo da unidade evaporadora. Lembre-se que esta condição é favorável, pois facilita o retorno do fluido refrigerante. O fabricante da unidade condicionadora tipo Split recomenda em seu manual de instalação a utilização de uma tubulação de sucção com diâmetro de ½ polegada. Vamos verificar se esta recomendação está correta. Para facilitar os nossos cálculos, vamos seguir a seguinte ordem: 1 – Determinar o comprimento equivalente Na ilustração, você percebe que existem: 7,0 m de tubo reto (6,0 + 0,5 + 0,5) 04 cotovelos longos (1 na saída do evaporador, 1 na saída do condensador e 2 no sifão invertido) Utilizando a tabela de comprimento equivalente e construindo uma tabela para o comprimento equivalente total da instalação, determinamos que: Tipo Trecho Reto Horizontal

Quantidade

Comprimento (m)

LEQU (m)

0,5

1,0

Trecho Reto Vertical

6,0

Curva Raio Grande

1,0

4,0

Comprimento Equivalente Total (m)

Na tabela de capacidade de linha de sucção não existe o comprimento equivalente de 11 metros. Vamos adotar, então, um comprimento equivalente de 12 metros. Linha de Sucção

R-22 - Capacidade BTU/h

Transportando Vapor Superaquecido de Refrigerante R-22 do Evaporador para o Compressor Diâmetro Nominal do Tubo de Cobre (polegada)

LEQU

∆P

3/8

5/8

7/8

6 12 18 25

3993 4983 5956

9329 11622 13874

12009 17497 21773 25970

20476 29787 37033 44140

31644 45976 57120 68044

Com a coluna de comprimento equivalente de 12 metros, escolhemos a coluna seguinte que nos fornece a perda de carga. Vale lembrar que o máximo valor admissível para a linha de sucção com refrigerante R-22 é de 18 kPa, valor este que está em negrito na tabela acima. Os valores que seguem na horizontal a linha de 18 kPa representam a capacidade do equipamento, em BTU/h. Para esta condição, ao encontrarmos o valor mais próximo à capacidade do equipamento (que é de 12000 BTU/h) é 11622 BTU/h, embora a condição ideal seja encontrar um valor maior ou igual a 12000 BTU/h. A linha vertical indica uma tubulação de ½ polegada, conforme recomendação do fabricante. Observação O valor escolhido na tabela foi de 11622 BTU/h que é inferior aos 12000 BTU/h. Lembre-se que devemos escolher um valor sempre maior ou igual a 12.000 BTU/h. Contudo, o valor (11622 BTU/h) foi escolhido, pois o comprimento equivalente real é de 11 metros, e, na tabela, estamos adotando 12 metros, que corresponde a um valor maior. Essa escolha dá uma folga que permite a utilização do valor de capacidade de 11622 BTU/h. Exemplo 2 Vamos imaginar um outro exemplo prático para a utilização da tabela. Neste caso, será utilizado o mesmo condicionador tipo split de 12.000 BTB/h, mas com a configuração de tubulação mostrada a seguir.

Repare que a unidade condensadora esta instalada acima da unidade evaporadora. Lembre-se de que esta condição é desfavorável, pois dificulta o retorno do fluido refrigerante. Para esta configuração de instalação, o fabricante da unidade condicionadora tipo Split recomenda, em seu catálogo, uma tubulação de sucção com diâmetro de ½ polegada e a altura máxima entre as unidades. Não existe no catálogo técnico deste fornecedor nenhuma informação sobre a localização da unidade condensadora em relação à unidade evaporadora.

Vamos verificar se a

recomendação de utilizar o tubo de diâmetro de ½ está correta. Para facilitar os nossos cálculos, vamos seguir a seguinte ordem: 1 – Determinar o comprimento equivalente A configuração indica que a tubulação tem a) 6,5m de tubo reto (5,5 + 0,5 + 0,5). b) 8 cotovelos longos (um na entrada da condensadora, quatro no sifão intermediário e mais três no sifão invertido na saída da evaporadora). Vamos supor que o tubo a ser utilizado deverá ser o de 5/8 polegadas, ao invés do de ½ polegada recomendada pelo fabricante. Utilizando a tabela de comprimento equivalente e construindo uma tabela para o comprimento equivalente total da instalação, determinamos que: Tipo

Quantidade

Comprimento (m)

LEQU (m)

Trecho Reto Horizontal

0,5

1,0

Trecho Reto Vertical

5,5

1,2

Cura Raio Grande

Comprimento Equivalente Total (m)

6,6 16,1

2 – Determinar o diâmetro do tubo com a tabela de capacidade Na tabela de capacidade de linha de sucção não existe o comprimento de 16,1 metros. Assim, para o comprimento equivalente, vamos adotar um comprimento de 15 metros. Linha de Sucção

R-22 - Capacidade BTU/h

Transportando Vapor Superaquecido de Refrigerante R-22 do Evaporador para o Compressor Diâmetro Nominal do Tubo de Cobre (polegada)

LEQU

∆P

3/8

1/2

5/8

3/4

7/8

3 6 12 18 25

3534 4412 5277

8262 10299 12302

10631 15506 19307 23041

18136 26410 32855 39181

28040 40781 50696 60422

Com a coluna de comprimento equivalente de 15 metros, escolhemos a coluna seguinte que nos fornece a perda de carga, lembrando que o máximo valor admissível para a linha de sucção com refrigerante R-22 é de 18 kPa, valor este que está em negrito na tabela acima. Os valores que seguem na horizontal a linha de 18 kPa representam a capacidade do equipamento, em BTU/h, para esta condição, ao encontrarmos o valor de 19307 BTU/h (*)maior que a capacidade do equipamento que é de 12.000 BTU/h na linha vertical encontramos uma tubulação de 5/8 polegada. Observação O valor escolhido na tabela foi de 19.307 BTU/h, superior aos 12.000 BTU/h. Mas, deve-se lembrar que é preciso escolher um valor sempre maior ou igual a 12.000 BTU/h. Nesse caso, o valor de 19.307 BTU/h foi escolhido porque o comprimento equivalente real é de 16,1 metros e na tabela estamos adotando 15 metros, que corresponde a um valor menor. Desta forma, os 19.307 BTU/h correspondem a uma capacidade razoavelmente bem folgada, mesmo admitindo-se que o comprimento equivalente da tabela é inferior ao comprimento equivalente real. Para este exemplo, a solução é adotar para a sucção, conforme desenho, um tubo de diâmetro nominal de 5/8 polegadas e não de ½ polegada como recomendado. Atenção! Alguns fabricantes não indicam este valor calculado em seus catálogos. Nesse caso, é recomendável entrar em contato com o fabricante ou com um dos revendedores autorizados do condicionador de ar tipo split que você está instalando, para pedir autorização para utilizar o diâmetro da tubulação calculado. Sem esta autorização por parte do fabricante, o cliente poderá perder a garantia do produto.

Dimensionamento da tubulação de líquido A tubulação da linha de líquido, ou seja, a tubulação que leva o fluido refrigerante da unidade condensadora para a unidade evaporadora, apresenta menor quantidade de problemas ao ser dimensionada. Isso se deve ao fato de que o fluido refrigerante, neste trecho da tubulação, está na fase de líquida e, nesse estado, o fluido refrigerante possui maior densidade do que o óleo lubrificante que se encontra junto a ele. Essa diferença de densidade facilita o transporte do fluido. Por apresentara menos problemas, é possível utilizar tubulações da linha de líquido conforme o que é recomendado pelo catálogo dos fabricantes, mesmo que esta tubulação tenha sofrido um ligeiro aumento no seu comprimento equivalente. As tubulações da linha de líquido, segundo a maioria dos fabricantes, podem variar segundo a capacidade do condicionador de ar split da seguinte forma: Capacidade (BTU/h)

Linha de Líquido (Polegada)

9000

12000

18000

¼ a 3/8

24000

3/8

30000

3/8

36000

3/8

Os valores da tabela acima são apenas referenciais. A melhor atitude é utilizar o diâmetro da tubulação de sucção que está sendo recomendado pelo manual do fabricante do condicionador de ar split que se está sendo instalado. Carga adicional de fluido refrigerante Como já dissemos, todo condicionador de ar do tipo split novo, já contém, dentro da unidade condensadora, a quantidade correta de fluido refrigerante necessária para o correto funcionamento do aparelho, cuja tubulação tenha a medida padrão (comrimento linear ou comprimento padrão) indicada no manual do fabricante. Lembre-se de que o comprimento linear é aquele que realmente corresponde ao comprimento real da tubulação, ou seja, é aquele que pode ser medido linearmente com uma trena. O comprimento linear é diferente do comprimento equivalente, que está relacionado à perda de carga que as curvas da tubulação podem causar. Sempre que um condicionador de ar do tipo split é instalado e esse comprimento padrão, por necessidades da própria instalação, é aumentado, será necessário acrescentar fluido refrigerante ao sistema para compensar este aumento linear da tubulação.

A maioria dos catálogos dos fabricantes costuma informar qual é a quantidade de fluido refrigerante que se deve acrescentar, para cada metro de tubulação que for aumentada alem do “comprimento padrão”. A tabela a seguir apresenta valores de fluido refrigerante R-22, em gramas por metro (gr/m), quem deve ser acrescentados ao sistema para cada metro de tubulação aumentado, em função dos diâmetros da tubulaçao de sucção e de líquido. Carga adicional de Fluido Refrigerante R-22 Fluido Refrigerante gr / m

Tubulação (Pol) Líquido Sucção ¼

3/8

5/8

3/8

5/8

3/8

7/8

3/8

1 1/8

Valores calculados como base tEV = 4 0C e tCD = 38 0C ∆tSup = ∆tSub = 5 K

Carga adicional de óleo lubrificante Quando a quantidade de fluido refrigerante no sistema é aumentada devido ao aumento da tubulação, não se pode esquecer que, sempre junto ao fluido refrigerante existe uma pequena quantidade de óleo lubrificante fluindo pelo sistema. A maioria dos fabricantes recomenda que quando a quantidade de fluido refrigerante for aumentasa, a quantidade de óleo lubrificante também deve ser aumentada. Por isso, os catálogos indicam a quantidade de de óleo lubrificante que deve ser acrescentada em função do aumento da carga adicional de fluido refrigerante. Em valores médios, para cada 100 gramas de fluido refrigerante acrescentado, deve-se acrescentar 10 mililitros de óleo lubrificante no sistema

Carga adicional de óleo lubrificante Carga adicional de fluido refrigerante (gramas)

Carga adicional de óleo lubrificante (ml)

100

Referências 1. ABNT. NBR 16401: Instalações centrais de ar condicionado para conforto: parâmetros básicos de projeto – procedimentos . Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1980. 2. ASHRAE HANDBOOK. Pipes, tubes, and fittings, System and Equipament. Atlanta, 2000. cap 41 3. CREDER, Helio; Instalações Hidráulicas e Sanitárias. Livro Técnico e Cientifico Editora, São Paulo, 1990 4. GERNER, Valter Rubens, Máquinas Térmicas, S.Paulo, SENAI, 1998. 5. GERNER, Valter Rubens, Termodinâmica I - Calor, S.Paulo, SENAI, 1997. 6. GERNER, Valter Rubens. Dimensionamento de tubulação de refrigerante. São Paulo: 2003. 230 p. 7. GILES, Ranald V., Mecânica dos Fluídos e Hidráulica. São Paulo, Editora McGraw-Hill ltda, 1996. 8. KSB; Manual de Treinamento Seleção e Aplicação de Bombas Centrífugas. São Paulo, 2001 9. MACINTYRE, Archibald Joseph, Instalações Hidráulicas. Rio de Janeiro, Editora Guanabara, 1988. 10. MATTOS, Edson Ezequiel; FALCO, Reinaldo; Bombas Industriais. Rio de Janeiro: Editora Interciência, 1998. 11. NETTO, Azevesdo; ALVAREZ, G.A.; Manual de Hidráulica. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1991. 12. PROVENZA, F.;SOUZA, Hiran Rodrigues; Hidráulica. São Paulo: Editora F.Provenza, 1976. 13. SILVA, Benedcto Remy da. Manual de Termodinâmica. Grêmio Politécnico, 1980 14. STOECKER, Wilbert F.; JONES, Jerold W. Refrigeração e ar condicionado. São Paulo: Makron Books, 1985 15. STREETER, Victor L.; WYLIE, E.Benjamin; Mecânica dos Fluidos. São Paulo: Editora McGraw-Hill ltda, 1996. 16. TORREIRA, Raul Peragallo; Bombas, Válvulas e Acessórios. São Paulo, Raul Peragallo Torreira, 17. TRANE COMPANY. Manual de ar condicionado. Wisconsin, 1980. 458p. Valter Rubens Gerner é Engenheiro mecânico na modalidade Refrigeração e Ar Condicionado, formado pela Faculdade de Engenharia Industrial (FEI) em 1981, e atuado em diversas empresas na área de gerenciamento de manutenção e projetos de equipamentos e peças para manutenção. Atual professor do SENAI Oscar Rodrigues Alves (Refrigeração e Condicionamento de Ar) nas cadeiras de Termofluidomecânica e Refrigeração Comercial e Industrial