Modular de água e esgotos : trabalho de final de curso
Apresentação
Neste trabalho para o curso modular de água e esgotos, irei apresentar um trabalho de ar-condicionado em que vou fazer uma breve apresentação de como funciona uma maquina de ar-condiconado, falando também de como se projecta a potencia da maquina consuante a área em questão, falando também desde os refrigerantes utilizados, do cobre flexível para as tubagens de refrigeração e do esgoto.
Introdução
Ar-Condicionado, segundo a definição técnica de aplicação, é o processo de tratamento de ar destinado a controlar simultaneamente a temperatura, a humidade, a pureza e a distribuição de ar de um meio ambiente. Existem aplicações muito especiais, nas quais até mesmo a pressão do ar ambiente pode vir a ser controlada. Estes ambientes podem ser destinados tanto ao conforto humano ou animal; neste caso os sistemas aplicados são vulgarmente chamados de ar condicionado de conforto, ou pode-se apresentar um ambiente destinado ao desenvolvimento de um determinado processo industrial ou laboratorial, e neste caso o sistema passa a ser chamado por sistema de ar condicionado de processo. Muitas vezes, o sistema de ar condicionado é confundido erroneamente com simples sistemas de ventilação, em que não existe o controle simultâneo de todas as variáveis (temperatura, humidade e pureza). O processo de condicionamento de ar está sempre associado a um processo mecânico de refrigeração e/ou aquecimento, o que o distingue dos sistemas convencionais de ventilação. Em muitas aplicações, o controle total e preciso da humidade do ar (a humidade relativa ambiente) não é necessário: neste caso o sistema de condicionamento de ar aplicado é parcial. A perfeita compreensão da aplicação dos sistemas de ar condicionado exige dos profissionais da área conhecimentos básicos relacionados a termodinâmica e mecânica dos fluidos.
Como trabalha um Ar-Condicionado
Um sistema padrão de refrigeração é unidireccional. O calor é retirado do interior da habitação para o exterior, conseguindo assim refrigerá-la. O aquecimento é conseguido através de uma fonte de radiação de calor (aquecedor).
Quando o sistema é reversível (bidireccional) tem o nome de bomba de calor. O arrefecimento da casa é conseguido da mesma forma que o sistema anterior. A diferença reside no facto de neste caso o aquecimento ser conseguido, não às custas da produção de calor, mas sim transferindo-o do exterior para o interior, mediante a inversão do ciclo de funcionamento.
Um sistema de Ar Condicionado pode aquecer a sua casa durante o Inverno e arrefece-la durante o verão. As peças principais de um sistema de climatização deste tipo incluem:
1. Compressor: Aumenta a pressão do refrigerante de modo a absorver a máxima quantidade de calor. 2. Condensador: Serpentina que permite libertar o calor absorvido pelo refrigerante para o ar exterior. 3. Evaporador: Serpentina que possibilita ao refrigerante absorver a calor do ar exterior 4. Ventilador: Força o ar pelas serpentinas melhorando a transferência de calor entre ambos. 5. Válvula de Inversão (apenas bombas de calor): Possibilita o ciclo de refrigeração, ou seja, troca os papéis do condensador e do evaporador entre si. Portanto aquecer ou arrefecer a habitação dependerá da posição da válvula. 6. Termóstato: Desempenha o papel de um interruptor automático, que liga a refrigeração se a temperatura está acima da desejada, desliga o sistema quando a temperatura é a ideal, e liga o aquecimento se a temperatura está abaixo da pretendida.
Funcionamento de um Sistema de Refrigeração O equipamento mínimo necessário para um sistema de refrigeração por compressão é o seguinte: compressor, válvulas de admissão, saída e expansão, ventiladores, e serpentinas de evaporação e condensação (vulgarmente denominadas de evaporador e condensador). O compressor é o coração do sistema, os principais tipos de compressores encontrados são: alternativos, centrífugos, caracol, de parafusos ou de palhetas. Os compressores alternativos têm capacidades nominais entre 3 e 40 Hp são os compressores mais eficientes para todas as aplicações de refrigeração. A combinação de superior eficiência energética e grande gama de tamanhos e modelos disponíveis, tem feito deste tipo de compressor o padrão das indústrias de refrigeração.
Um sistema de refrigeração funciona com um fluido refrigerante. Exemplos de refrigerantes podem ser; a amónia (NH3), dióxido de enxofre, hidrocarbonetos halogenados, e o mais conhecido de todos, o freon (exemplos: R22 / R407C / R410A). Nos últimos anos uma nova geração de compostos não prejudiciais para a camada de Ozono, tem vindo a ser cada vez mais utilizada. Mas neste ultimo ano passado o refrigerante freon R22 foi abolido pelo Ministério da saúde pela entidade reguladora de saúde emitido no Decreto-Lei nº152/2005, 31 de Agosto em que todos os equipamentos de ar-condicionado como refrigerante R22 têm de trocados até 2010.
A figura seguinte é elucidativa quanto ao funcionamento de um sistema de refrigeração:
Figura 1: Funcionamento de um sistema de refrigeração O líquido refrigerante fluí da válvula de expansão e atravessa a serpentina do evaporador, onde absorve calor e se transforma em gás ou vapor. Daí passa para o compressor, onde é comprimido até atingir a pressão do condensador. No condensador, o calor é dissipado e o refrigerante tornase novamente líquido, recomeçando o ciclo. O refrigerante está sob pressão baixa desde a válvula de expansão até à sucção do compressor. Esta parte do sistema é chamada "lado de baixa pressão". O refrigerante está sob pressão elevada desde a saída do compressor até à válvula de expansão. Esta parte chama-se "lado de alta pressão". Estas pressões variam de sistema para sistema conforme; o refrigerante empregue, a temperatura requerida no evaporador e a temperatura do meio da condensação.
Escolha de Ar Condicionado
Conforme o tipo de ambiente que vamos refrigerar, haverá diferentes capacidades de aparelhos. Para dimensionamento adequado do ar condicionado temos que levar em conta vários factores: - Qual o tamanho da sala ou escritório? - Qual a altura do pé direito? (distância do solo ao teto) - Quantas portas e janelas nós temos? - As janelas recebem sol directo? Da manhã ou da tarde? Tem cortina nas janelas? Os vidros ficam à sombra? - Quantas pessoas trabalham no recinto? - Os aparelhos eléctricos trabalham em regime contínuo; qual a capacidade de cada um? (potência)
Para facilitar a escolha do ar ideal, estabelecemos um roteiro de cálculo, denominado: CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA.
Exercícios para cálculo de carga térmica
a) Dimensionar (escolher) a capacidade de um ar condicionado para refrigerar um escritório com as seguintes características: 1 – Área do escritório, 25 m² com pé direito de 3 m. O escritório não é de cobertura, ficando entre andares. 2 – Existem 2 (duas) janelas com cortinas recebendo sol da manhã, cada janela tem área de 2 m². 3 – No escritório trabalham 4 pessoas. 4 – Existem 2 (duas) portas. Cada porta tem área de 2 m². 5 – Máquinas e equipamentos de uso contínuo, com suas respectivas Potências: - 2 Computadores com 60W cada - 1 Mini-frigorifico com 70W - 6 Lâmpadas de 60W cada - 1 Fax com 20W Cálculo da carga térmica: 1) Recinto (ESCRITÓRIO) VOLUME DO AR INTERNO ÁREA X PÉ DIREITO 25 m² X 3 m = 75 m³. TABELA – RECINTO: Para 75m³ entre andares temos 1.200 Kcal/h. 2) JANELAS ÁREA DAS JANELAS 2 Janelas x 2 m² = 4 m². Tabela – Janelas com cortinas, recebendo sol da manhã, temos: Janelas = 640 Kcal/h 3) Nº de Pessoas: As pessoas, dissipam energia, seu metabolismo mantém-se com a temperatura corpórea de 36ºC. Como temos 4 pessoas, a TABELA indica: 4 Pessoas = 500 Kcal/h
4) Nº de Portas Temos no escritório 2 portas com 2 m² cada uma Área das portas 2 x 2 m² = 4 m² TABELA = 500 Kcal/h 5) Cálculo da potência dissipada pelos equipamentos eléctricos 2 Computadores 2 x 60W = 120W 1 Mini-frigorifico 1 x 70W = 70W 6 Lâmpadas 6 x 60W = 360W 1 FAX 1 x 20W = 20W TOTAL = 570W TABELA APARELHO ELÉTRICOS: (COMO A TABELA NÃO PASSA DE 500W) TEMOS: 500W => 450 Kcal 100W => 90 Kcal 600W => 540 Kcal TOTAL DA CARGA TÉRMICA RECINTO 1200 JANELAS 640 PESSOAS 500 PORTAS 500 APARELHOS 540 TOTAL 3.380 Kcal/h Para facilitar a escolha do ar, transformamos Quilo caloria (Kcal) em BTU. 1 Kcal = 3,92 BTU 3.380 x 3,92 = 13.250 BTU’s = 14.000 Escolher no mercado um ar condicionado próximo de 14.000 BTU’s.
b) Escolher a capacidade térmica de um ar condicionado para refrigerar uma oficina de reparos de computadores, com as seguintes características: Área de oficina 30 m², altura da oficina 3 m, instalações situadas no andar térreo, com duas janelas sem cortinas, recebendo sol da tarde, cada janela com 2 m². Na oficina trabalham 6 pessoas, que acessão o ambiente através de 2 portas com 2 m² cada uma. A oficina esta equipada com 1 ferro de solda de 200 watts, uma bancada de teste electrónico de 100W, 8 lâmpadas de 60W cada, um fax 20W, um osciloscópio de 30W, 2 computadores de 60W cada.
Solução: Recinto 90 m³ = 1440 Kcal Janelas: 4 m², sol da tarde sem cortina = 1640 Kcal Pessoas: 6 pessoas = 750 kcal Portas: 4 m² = 500 Kcal Ferro de Solda 200W = 180 Kcal Bancada de Teste 60W = 45 kcal Lâmpadas 8 x 60 = 480W = 450 Kcal FAX = 30W = 45 Kcal 1 Osciloscópio 30W = 45 Kcal 2 Computadores 2 x 60W = 120W = 135 Kcal TOTAL: 1440 + 1640 + 750 + 500 + 180 + 45 + 450 + 45 + 45 +135 = 5.230 Kcal EM BTU’s TEMOS: 5230 x 3,92 = 20.501,6 = 21.000 BTU
INSTALAÇÃO DO AR CONDICIONADO RECOMENDAÇÕES
- Demarcar a parede e abrir orifício com medidas próximas das encontradas no aparelho - Fazer caixilho e moldura - Prever inclinação de 5 mm para caimento da água para o exterior - Evitar incidência de raios solares - Dar preferência a montagem entre 1,50 a 1,80 m do solo - A fiação deve ser directa do relógio medidor, sem emendas e com disjuntor de 25 A. - O diâmetro do fio será função da distância e corrente (amperes) solicitada pelo aparelho.
Montagem de um Sistema de Ar-Condicionado
Para uma melhor compreensão e simplificação do relatório irei explicar apenas o ar condicionado do tipo Split da marca “Daikin” modelo REY18GV1B sendo os outros análogos ao mesmo.
Instalação da unidade interior
1.
Verificar o local de instalação de modo a permitir o bom funcionamento do aparelho e acessibilidade ao local par posterior manutenção.
2.
2. Remover o painel posterior. Primeiro desaparafusando o parafuso de fixação do painel (A) e de seguida pressionar nos dois pontos indicados de modo a libertar os dois suportes de fixação em plástico (B).
3. A unidade interior pode ser direccionada em 5 posições; sendo elas: posterior esquerda, posterior direita, lateral esquerda, lateral direita, ou para baixo á direita.
Instalação da unidade exterior
1. Verificar o local de instalação de modo a permitir o bom funcionamento do aparelho e acessibilidade ao local para posterior manutenção.
2. Montar a unidade numa base sólida e acima do nível do solo. Fixe-a com quatro parafusos de fixação de modo a evitar ruídos que possam ocorrer devido a vibrações da máquina.
3. Utilizar tubos de cobre bem isolados de modo a evitar condensação nos tubos. Corte cerca de 30 cm a mais em relação ao comprimento exacto entre as duas máquinas.
4. Remova as rebarbas das extremidades dos tubos, tendo o cuidado de direccionar o tubo para baixo a fim de não permitir a entrada de impurezas para o tubo.
5. Abocarde as extremidades dos tubos porém deverá colocar anteriormente as porcas de dilatação anteriormente extraídas da máquina exterior e interior.
6. Um bom abocardado deverá ter as seguintes características de modo a evitar fugas de refrigerante: - A superfície interna brilhante e macia; - O lado exterior macio; - Os lados inclinados de comprimento uniforme;
7. Aparafuse manualmente as duas porcas de dilatação e em seguida reaperte firmemente com duas chaves inglesas.
8. A válvula de serviço da torneira da unidade exterior é utilizada para vazar o sistema, enche-lo com carga refrigerante e para medir a pressão durante o funcionamento. Esta válvula é do tipo “Schrader”(pistão com válvula anti-retorno). É necessário portanto utilizar uma mangueira com pino de impulso.
Carga de Refrigeração
1. Efectuar o vácuo na unidade interior e tubos de ligação: a presença de ar e humidade no circuito de refrigeração pode causar danos no sistema. Liga-se a bomba de vácuo á válvula de baixa pressão, activa-se a bomba de vácuo durante cerca de uma hora, de seguida feche a torneira do grupo manométrico e desliga-se a bomba.
2. De seguida efectua-se a carga do refrigerante. No caso de a máquina ser nova esta encontra-se com todo o refrigerante necessário no seu interior sendo por isso apenas preciso abrir a válvula dos tubos menores para o refrigerante circular em todo o circuito (1). No caso de uma reinstalação efectua-se a carga do refrigerante através do peso indicado na lateral da máquina exterior.
3. Quando a carga do refrigerante for efectuado deverá confirmar-se as pressões através dos manómetros.
Esgoto Com o funcionamento das máquinas cria-se condensação entre as serpentinas e tubagem adjacentes. Existindo por iço um tabuleiro de condensados no interior das máquinas interiores possibilitando assim um escoamento dos condensados. Existe dois tipos de esgoto: Esgoto livre e esgoto por bombas. O primeiro consiste na tubagem livre com suficiente inclinação de modo a que os condensados escorram através destes mesmos tubos. O segundo funciona através de bombas de modo a que a água seja bombeada para o exterior, este sistema utiliza-se quando o nível da tubagem seja superior ao nível do tabuleiro. Estas bombas são constituídas por um sistema electrónico que detecta o nível da água numa caixa (A) através de uma bóia com propriedades magnéticas. Quando se encontra acima do nível, dá ordem há bomba para entrar em funcionamento, consequentemente irá esvaziar o compartimento.
Manutenção
Deve-se fazer sempre manutenção ás unidades de ar-condicionado, pois se estas não forem periodicamente tratadas podem gerar problemas, que muitos desses problemas podem mesmo por em perigo o edifício e/ou quem se encontrar lá perto, vou passar a descrever alguns desses problemas e as soluções que se deve tomar. Se ocorrer qualquer das seguintes condições anormais, deve desligar o ar condicionado e a corrente imediatamente, e de seguida deve contactar o revendedor. Problemas: - As luzes indicadoras piscam rapidamente (2 vezes por segundo). Depois de desligar a unidade e de a ligar novamente, a situação mantém-se. - O fusível funde-se ou o disjuntor desarma-se com frequência. - Entrou água ou qualquer matéria estranha no aparelho. - O controlo remoto está desactivado ou a tecla não funciona. - Verifica-se qualquer outra situação anormal. Na presença de qualquer das ocorrências seguintes, verificar o aparelho e resolver os problemas respectivos com as soluções apresentadas. Se não conseguir resolver o problema, contactar o seu revendedor.
Problemas
Causas Corte de corrente. O interruptor de corrente está desligado. O fusível pode ter queimado. As pilhas do controlo remoto estão gastas. A hora de início não é a mesma que foi pedida. A temperatura não está correctamente regulada.
O aparelho não inicia o funcionamento
Soluções Esperar que a corrente volte Ligar a corrente Substituir o fusível Substituir as pilhas
Esperar ou cancelar o temporizador. Regular correctamente a temperatura. Consultar as "Instruções de funcionamento". O filtro de ar está bloqueado com Limpar o filtro de ar. poeiras ou sujidades. As entradas/saídas das unidades Eliminar todos os bloqueios. interior/exterior estão bloqueadas. Estão abertas janelas ou portas. Fechar janelas e portas.
O ar circula normalmente com um baixo efeito de arrefecimento (aquecimento) O ar circula
As entradas/saídas das unidades Eliminar o bloqueio e voltar a interior/exterior estão bloqueadas. ligar.
normalmente sem qualquer efeito de
Está no período de 3 minutos de Esperar protecção do compressor A temperatura não está regulada Regular correctamente correctamente. temperatura.
arrefecimento (aquecimento)
NOTA: Não substituir sozinho o cabo eléctrico ou reparar o ar condicionado para evitar riscos. Manutenção a uma Unidade de Ar Condicionado Limpeza da unidade interior Antes de se proceder á limpeza do aparelho, deve-se desligar da corrente. - Utilizar um pano seco para limpar o aparelho interior e o comando; - Pode ser utilizado um pano humedecido em água fria na unidade interior, se esta estiver muito suja; - Remover o painel frontal da unidade interior, lavar com água e enxugar com um pano seco; Precaução
a
- Não usar produtos químicos para limpar, nem os deixar na unidade por períodos prolongados; - Não utilizar benzina, diluente, polimentos ou outros solventes para limpeza; Limpeza dos Filtros Antes de proceder à limpeza do ar condicionado, certificar-se de que a corrente está desligada O facto de os filtros de limpeza e purificação estarem cobertos de poeira reduz o efeito de arrefecimento. Por tal razão, os filtros de limpeza e de purificação deverão ser limpos frequentemente.
Manutenção á unidade exterior
A manutenção á unidade exterior deve-se verificar a pressão do refrigerante x ta de acordo com o peso da carga de refrigerante. Se estiver em falta deve-se verificar se existe fugas nos aborcadados ou se existe alguma fuga nos cobres. Se houver deve-se tratar logo da situação com uma união de cobre, cortando o bocado de cobre onde avia a fuga. De seguida deve-se fazer vácuo á máquina com a utilização dos manómetros e uma bomba de vácuo para retirar todas as impurezas e humidade dos tubos de cobre. Depois faz-se a recarga do refrigerante até atingir o peso certo com a máquina de acordo com o registo nos manómetros. Se houver algum problema em relação ao compressor ou ás válvulas dentro da máquina, deve-se descobrir qual a avaria e ligar para o comerciante para fazer uma troca de peça, se o cliente o desejar.
Conclusão Sou capaz de ter exagerado no numero de folhas mas só assim conseguia fazer um trabalho minimamente em condições, espero que pelo menos tenha conseguido exceder as suas e as do ISQ espectactivas. Obrigada pelo voço tempo
TRABALHO EXECUTADO POR: JOSÉ
CARLOS
LOPES
CARVALHO