Tópicos:
- Introdução
- Capilar
- Válvula de expansão termostática (TEV)
- Mogelijke storageen
Introdução:
Uma válvula de expansão é uma parte essencial dos sistemas de ar condicionado. Funciona como uma restrição na linha entre o elemento secador/filtro e o evaporador, resultando em uma transição de alta para baixa pressão. Na imagem abaixo, a válvula de expansão (projetada como válvula de bloqueio) está enquadrada em verde.
Após o refrigerante do compressor ter passado pelo elemento filtrante/secador, ele chega à válvula de expansão a uma pressão de aproximadamente 15 bar e a uma temperatura de aproximadamente 45 graus Celsius. O refrigerante flui da válvula de expansão para o evaporador. À medida que o refrigerante flui através da restrição da válvula de expansão, ele sofre uma redução significativa na pressão. Quando a pressão cai, o ponto de ebulição do refrigerante também cai. O refrigerante começa a evaporar e mudar da forma líquida para gasosa. Nesta mudança de fase de líquido para vapor, o refrigerante absorve calor do ambiente. Este calor liberado é extraído do ar que passa pelo evaporador, resultando no resfriamento do ar. Esse ar resfriado é conduzido para o interior, resultando no ar resfriado e seco que um ar condicionado produz.
Existem diferentes tipos de válvulas de expansão, nomeadamente a válvula de expansão capilar e a válvula de expansão termostática (TEV), que também é frequentemente chamada de “válvula de bloqueio”. Eles são descritos abaixo.
Capilar:
Em sistemas de ar condicionado, às vezes você encontra um tipo simples de válvula de expansão chamada capilar ou orifício. Nos veículos mais novos, as válvulas de expansão geralmente não são mais equipadas com capilar, mas com válvula de expansão termostática (controlada).
Com um sistema de ar condicionado com capilaridade, a capacidade de refrigeração não pode ser ajustada com precisão. Se a pressão ficar muito alta ou o evaporador ficar muito frio, o compressor do ar condicionado geralmente desliga.
A parte externa da válvula de expansão capilar geralmente é feita de plástico e possui um tubo especial em seu interior. Existem filtros antes e depois desse tubo. O capilar causa uma queda repentina na pressão, que diminui rapidamente a temperatura de ebulição do refrigerante e o transforma de líquido em gás. A forma como o capilar é construído determina o quanto a pressão cai, e isso afeta a temperatura quando o refrigerante entra no evaporador. O capilar pode ser encontrado em diversos tamanhos, e a instalação de um com dimensões diferentes alterará a capacidade de refrigeração do sistema. Se houver menos evaporação no evaporador, isso geralmente significa menos resfriamento.
Em sistemas de ar condicionado com capilar, normalmente também encontramos um acumulador na seção de baixa pressão. Isso evita que o líquido seja aspirado pelo compressor, pois o capilar possui abertura fixa. O acumulador também possui outras tarefas importantes, como filtrar, remover umidade (secagem) e armazenar refrigerante. O refrigerante entra no acumulador vindo do evaporador como um gás, com algumas gotículas de líquido. Uma tela de separação no acumulador garante que as partículas líquidas afundem lateralmente. Um dessecante remove a umidade do refrigerante. Além disso, o vapor é sugado pela parte superior pelo compressor através de uma pequena abertura de cerca de 1 milímetro, levando consigo um pouco de óleo.
As seguintes avarias podem ocorrer em sistemas de ar condicionado com tubo capilar:
- Entupimento: Se o capilar ficar obstruído por contaminantes no refrigerante, isso pode reduzir a capacidade de resfriamento;
- Dimensões incorretas: Em certos casos pode ser necessário substituir o capilar por outro de dimensões diferentes para ajustar a capacidade de refrigeração do sistema. Isto pode ser necessário para alterações no sistema ou se as especificações originais não atenderem ao desempenho exigido, como um evaporador congelado ou resfriamento insuficiente.
- Problemas Sistemáticos: Se o sistema de ar condicionado apresentar problemas persistentes de desempenho e outros componentes tiverem sido verificados e estiverem em boas condições, o capilar pode ser uma possível causa. O capilar pode estar danificado e isso não pode ser facilmente visto.
Válvula de expansão termostática (TEV):
Um sistema de ar condicionado que costumamos encontrar em veículos modernos é um sistema com válvula de expansão controlada termostaticamente, abreviada como TEV. A válvula de expansão termostática substitui o sistema por um capilar e é basicamente uma constrição cujo tamanho de abertura é controlado pela temperatura do gás que flui do evaporador.
Existem diferentes versões. Além da substituição do capilar, o elemento filtro/secador também é diferente. O filtro/secador está localizado logo após o condensador e lida com o refrigerante na forma líquida. A temperatura é medida após o evaporador. Se a temperatura do evaporador ficar muito alta porque não há refrigerante suficiente fluindo através dele, a abertura será maior, permitindo mais refrigerante para o evaporador e a temperatura cairá novamente. A válvula de expansão termostática mantém a temperatura (e pressão) constante dentro de certos limites. Isto também significa que podemos ter certeza de que o refrigerante em forma de vapor é aspirado pelo compressor, de modo que não é mais necessário usar um acumulador na seção de baixa pressão.
A válvula de expansão termostática pode ser dividida em três tipos:
- Válvula de expansão com sensor remoto (controle remoto do bulbo) com equalização de pressão interna ou externa.
- Válvula de bloqueio com membrana interna ou externa.
- Válvula de expansão controlada eletronicamente.
Válvula de expansão termostática com sensor remoto e equalização de pressão interna:
A válvula de expansão termostática consiste em duas partes, nomeadamente a parte de medição e o sensor ou bulbo, que está conectado à própria válvula de expansão. A seção de medição é preenchida com gás e está localizada na saída do evaporador. Quando a temperatura na saída do evaporador aumenta devido à passagem de muito pouco refrigerante, o gás se expande e a pressão aumenta. O pino então empurra a esfera para fora, fazendo com que mais refrigerante flua para o evaporador e a temperatura na saída caia novamente. A bola é liberada assim que a força do sensor na membrana excede a soma da força da mola e da força de compressão do refrigerante no lado de entrada do evaporador. Quando a temperatura após o evaporador fica muito baixa, acontece o contrário. A força da mola força a esfera de volta para a sede, a abertura se estreita e o fluxo de refrigerante é reduzido. A válvula TEV, portanto, mantém a temperatura do refrigerante constante. A válvula de expansão termostática mede a temperatura e a converte em pressão. O controle de pressão ativa a válvula.
Válvula de expansão termostática com sensor remoto e equalização de pressão externa:
A equalização da pressão tem a ver com a pressão sob o diafragma. Se o espaço sob a membrana estiver conectado ao lado de entrada do evaporador, não levamos em consideração a perda de pressão que ocorre no evaporador. Afinal, a medição da temperatura ocorre no lado da saída do evaporador, enquanto o controle ocorre no lado da entrada. Quando a perda de pressão ultrapassar 0,2 bar, recomenda-se a utilização de válvula de expansão com equalização de pressão externa. Se o espaço sob a membrana estiver conectado ao lado de saída do evaporador, a perda de pressão é compensada. A equalização da pressão externa é geralmente aplicada a sistemas maiores.
Válvula de bloqueio com diafragma de controle externo
A válvula de bloqueio é instalada nas tubulações de entrada e saída do evaporador. A linha de entrada está localizada próxima à linha de saída do evaporador. Na parte inferior da válvula de bloqueio, o refrigerante entra na forma líquida vindo do filtro/secador (condensador) e passa pela válvula esférica a caminho do evaporador. Existe uma quantidade fixa de refrigerante gasoso acima da membrana. Este gás assumirá a temperatura do gás que sai do evaporador. À medida que a temperatura aumenta, o aumento da pressão empurrará o pino para baixo, resultando numa maior abertura de fluxo na linha de abastecimento. Isso permite que mais refrigerante entre no evaporador, diminuindo a temperatura. Em situações inversas, a válvula esférica fechará, permitindo que menos refrigerante entre no evaporador e fazendo com que a temperatura suba.
Válvula de bloqueio com membrana reguladora interna:
Na válvula de bloqueio com membrana de controle interna, existe uma cabeça térmica com refrigerante no lado de saída do evaporador. O refrigerante no copo térmico assume a temperatura do refrigerante que sai do evaporador. Em altas temperaturas, o refrigerante se expande, fazendo com que o diafragma da cápsula empurre a haste para baixo e alargue a abertura da válvula esférica. Por outro lado, uma temperatura mais baixa fará com que a membrana suba, tornando a abertura menor. Essas duas situações são mostradas nas imagens abaixo.
Válvula de expansão termostática controlada eletronicamente:
A Válvula de Expansão Controlada Eletronicamente (abreviada como EEV) pode ser controlada usando a ECU do controle climático. Um motor de passo pode ser usado para isso. Este motor de passo permite que a agulha aumente ou diminua a abertura em pequenos passos. Dependendo da temperatura desejada no interior, a ECU pode regular muito rapidamente a capacidade utilizando o compressor de ar condicionado controlado eletricamente e a válvula de expansão.
Possíveis avarias:
Na oficina encontramos problemas com a válvula de expansão. Geralmente surgem problemas devido à contaminação, fazendo com que a válvula de expansão fique entupida ou permaneça aberta.
- A válvula está entupida:
O entupimento é causado por contaminantes no refrigerante. Como resultado do bloqueio, muito pouco refrigerante entra no evaporador, o que leva a um aumento de pressão com risco de superaquecimento do compressor. - A válvula permanece aberta:
Deixar a válvula aberta permite que muito refrigerante entre no compressor. Se nem todo o refrigerante no evaporador se transformar em gás, existe a possibilidade de que uma quantidade (excessiva) de refrigerante líquido acabe no compressor, fazendo com que o compressor sofra um choque líquido.
A contaminação é fácil de prevenir: substitua o filtro/secador periodicamente.
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