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Climatização, conheça os elementos que envolvem o controle da temperatura no veículo

Quando o botão do acionamento do ar condicionado é ligado, é iniciada uma verdadeira luta para vencer as intempéries da natureza, é isso mesmo, nós buscamos criar um micro clima individual dentro do carro

Por Antônio Gaspar

Para quem dirige um carro, muitas vezes não imagina como alguns sistemas funcionam para proporcionar desempenho e conforto para os ocupantes, como exemplo, o sistema de climatização do carro.

Calor, como ele entra no veículo e interfere na temperatura interior

Temos várias maneiras que o calor encontra para entrar no carro enquanto dirigimos ou quando fica estacionado exposto ao sol. (Fig.1)

São essas as principais fontes:

  • Ar ambiente;
  • Luz solar;
  • Calor do motor;
  • Calor da estrada;
  • Transmissão;
  • Aquecimento do escapamento.

Todas essas fontes de calor aumentam a temperatura do ar dentro do veículo e se o carro for de cor escura, o calor será potencializado.

Vale lembrar que na fabricação de um automóvel, o sistema de climatização é igual para determinados modelos, independentemente da cor que for pintado.

Apenas para se ter uma ideia, em uma situação de alta temperatura ambiente, por exemplo na praia em um dia de 37º, o interior de um veículo deixado exposto ao sol com as janelas fechadas, pode atingir mais de 70º graus centígrados.

O sistema de climatização do carro imita a natureza

Mudanças de estado

Evaporação

É o termo usado quando calor suficiente é adicionado a uma substância líquida para transformá-la em vapor, como exemplo, quando a água é fervida.

  • Essa condição ocorre dentro do sistema A / C.

Condensação

É o termo usado para descrever o oposto do processo de evaporação. Se você pegar um vapor e remover calor suficiente, ocorre uma mudança de estado. O vapor se torna um líquido.

A mudança de vapor para um líquido é chamada condensação.

  • Essa condição ocorre dentro do sistema A / C.

Congelamento

É outra mudança de estado. O congelamento ocorre quando o calor é removido de uma substância líquida até que se torne um sólido.

Lembre-se de que qualquer coisa acima de -273º C ainda contém algum calor.

Essa temperatura de -273º corresponde ao zero absoluto que teoricamente é a temperatura mais baixa possível na natureza cósmica.

Em um sistema de ar condicionado, o congelamento deve ser evitado. Caso contrário, ocorrerão danos aos componentes.

 

Relação de pressão e temperatura

Para aumentar ou diminuir o ponto de ebulição de uma substância, devemos alterar a pressão sobre a substância.

Aumentar a pressão eleva o ponto de ebulição.

Para diminuir o ponto de ebulição, diminua a pressão.

Um bom exemplo é o sistema de arrefecimento do motor do carro.

A tampa de pressão instalada no vaso de expansão ou no radiador, impede a água ferver, aumentando a pressão no líquido de arrefecimento.

Exemplo:

A tampa do radiador de 110 kPa ou 1,1 bar, permite que a temperatura do liquido de arrefecimento atinja 126º antes de entrar em ebulição.

Na natureza ocorre o mesmo

A agua atinge seu ponto de ebulição ao nível do mar quando atinge 100º

Em uma altitude de 1000 metros, entra em ebulição aos 96º

Na altitude de 2000 metros, entra em ebulição aos 93º

E na altitude de 3000 metros, entra em ebulição aos 86º

O gás refrigerante usado no sistema de ar condicionado, também ferve em diferentes temperaturas, dependendo da pressão que está operando. (Fig.2)

Consciência ambiental aplicada na climatização

A camada de ozônio

O ozônio é formado na atmosfera superior (estratosfera), em altitudes entre 10 e 50 km acima da superfície da Terra.

Esta camada funciona como um escudo que protege a superfície da Terra da radiação ultravioleta nociva proveniente do sol.

No sistema de climatização dos carros era utilizado o gás refrigerante chamado clorofluorcarbono – CFC ou R12. O cloro contido neste gás quando atinge a camada de ozono, destrói as moléculas de ozono. (Fig.3)

A destruição da camada de ozono pode ser catastrófica para a vida humana, causando problemas como:

  • Câncer de pele
  • Cataratas oculares
  • Redução da imunidade à doença
  • Danos às colheitas
  • Vida aquática reduzida
  • Destruição dos fito plânctons nos oceanos

1974 - Foi reconhecido pela primeira vez que o uso de clorofluorcarbonos (CFC's) estava potencialmente tendo um efeito prejudicial na camada de ozônio.

1987 - O protocolo de Montreal foi adotado. Este protocolo exigia restrições na fabricação e uso de CFCs até o ano de 1986. A partir de 1987, os fabricantes só podiam produzir as mesmas quantidades produzidas em 1986.

1990 - Uma segunda reunião do protocolo de Montreal foi realizada e recomendou uma eliminação total do refrigerante que destrói a camada de ozônio até o ano 2000.

2000 - Eliminação total dos CFC's.

Propriedades do gás refrigerante R134a

Desde 1993, a indústria automotiva dos países desenvolvidos começou a usar uma refrigerante que não afeta a camada de ozônio.

 HFC 134a (hidrofluorocarbono), foi selecionado como um refrigerante de substituição para o R12.

O R134a e a água têm as mesmas habilidades para mudar o estado, mas o R134a pode fazer isso mais rapidamente e com uma temperatura muito mais baixa que a da água.

A qualquer momento acima de -26,3 C, o R134a muda de estado, tornando-se um vapor e absorve grandes quantidades de calor do interior do veículo. Isso é o que cria o efeito de resfriamento que percebemos dentro do veículo.

Vantagens do R134a

  • Não inflamável;
  • Não afeta a camada de ozônio;
  • Não é tóxico;
  • Muda o estado facilmente em baixas temperaturas;
  • Solúvel em óleo;
  • Baixo ponto de ebulição;
  • Fica na forma liquida sob pressão;
  • Reconhecido pelos fabricantes de automóveis.

Desvantagens do R134a

  • Contribui com aquecimento global;
  • É mais higroscópico que o R12 (absorve água);
  • Moléculas menores que do R12

Mangueiras de borracha

As mangueiras do sistema de climatização com uso do gás refrigerante R134a agora incorpora um forro interno de nylon. Isto é para reduzir o vazamento normal de refrigerante que ocorreria naturalmente através da porosidade da mangueira e dos anéis de vedação.

A maioria das mangueiras R134a tem uma parte externa com menor diâmetro e as paredes da mangueira são mais finas para melhorar a flexibilidade e reduzir os níveis de ruído no sistema de ar condicionado. (Fig.4)

Comparação entre o R134a e o R12

Nunca use mangueira de R12 em um sistema de ar condicionado R134a. O óleo PAG e o hidrogênio contidos no R134a fazem com que as mangueiras normais de nitrila se deteriorem rapidamente.

As mangueiras de R12 possuem normalmente diâmetros externos grandes. Isso poderia criar níveis mais altos de ruído.

Evolução dos controles de velocidade do ventilador

Bobina

Este regulador de velocidades do ventilador simplesmente consiste de fios enrolados conectados em série.

Esses fios enrolados são de espessura variada. A corrente flui através de uma bobina ou em combinação de todas. (Fig.5)

A resistência das bobinas determinam a velocidade do ventilador.

A maior velocidade do ventilador quando selecionada, é normalmente da tensão direta da bateria via relé.

 

Eletrônico

A função do controlador eletrônico é para converter sinais de baixa corrente do ECM a uma corrente mais alta, variando tensão para o motor do ventilador.

A velocidade do ventilador pode ser amplamente variável e geralmente pode usar até 13 velocidades. (Fig.6)

Este tipo de controlador de velocidade é normalmente usado com o controle eletrônico de clima (ECC). A mais alta velocidade do ventilador quando selecionado é normalmente direta da bateria através de um relé.

PWM

Pulse Width Modulation – modulação por largura de pulso, isto significa que a velocidade do ventilador do radiador passa a ter um controle mais elevado e isso aumenta a eficiência da troca de calor com menor consumo de energia.

Importância das informações dos sensores

O funcionamento do sistema de climatização depende das informações enviadas pelos sensores.

Sunload

O sensor de carga solar é um diodo fotoquímico (PCD) localizado no topo da painel do carro. Este sensor envia um sinal para o módulo de controle de climatização (ECCM) indicando a intensidade da luz do sol que influencia na temperatura do interior do carro. (Fig.7)

Se o sensor sunload informar que há uma intensidade solar alta, o ECCM ativará a maior velocidade do ventilador para compensar esta carga adicional de calor irradiado e desta forma a temperatura interna do carro é controlada automaticamente.

Da mesma forma, se o sensor sunload detectar uma cobertura de nuvens, o ECCM reduzirá a velocidade do ventilador e o sistema não vai operar com refrigeração máxima.

Sensor de temperatura ambiente

O sensor de temperatura ambiente é um resistor de coeficiente negativo (NTC) com baixa entrada de tensão. O sensor altera a resistência dependendo da temperatura do ar ambiente em torno dele.

O sensor está localizado na parte externa do carro e exposto ao ar ambiente, fica normalmente atrás da grade dianteira ou no espelho retrovisor. Este sensor é usado para monitorar a temperatura externa e é interligado ao sistema de informações que é mostrado no painel de instrumentos. (Fig.8)

Detecção de vazamentos e detectores

Vazamentos de gás refrigerante devem ser encontrados e reparados, pois uma carga de gás baixa pode causar danos ao sistema e representa cerca de 80% dos defeitos causados no sistema de ar condicionado dos veículos.

Ar e umidade podem entrar em um sistema no ponto de vazamento e causar corrosão nos componentes internos.

A lubrificação do compressor depende da circulação do gás refrigerante.

O refrigerante ajuda a resfriar o compressor.

Métodos de detecção de vazamento

Detecção de vazamento visual

Quando ocorre um vazamento de gás refrigerante, é comum em alguns casos, que o óleo lubrificante escape junto com o gás. A presença do óleo e poeira incrustada em torno das conexões, juntas e componentes da mangueira, indicarão um ponto de vazamento.

Solução de sabão

Uma mistura de detergente líquido e água aplicada em torno dos tubos e conexões do sistema de ar condicionado formará bolhas nos pontos de vazamento. Este é o método mais utilizado e sua eficiência é bem elevada. (Fig.9)

Detector de vazamento eletrônico

Esses detectores de vazamento funcionam de várias maneiras. O mais comum é quando a unidade está ligada, um pouco de som pode ser ouvido e uma vez que a sonda localiza um vazamento, o som de tique-taque aumenta para um ruído agudo. (Fig.10)

O vazamento pode ser localizado movendo a ponta do sensor do detector lentamente ao redor dos componentes e acessórios a uma distância de aproximadamente de meio centímetro.

 Não encoste a ponta do sensor nos componentes ou encaixes para evitar leituras falsas e danos na ponta onde está o sensor.

Anotações importantes

Use apenas um detector projetado para detectar o gás refrigerante do sistema de ar condicionado que você está testando;

Sempre limpe sujeira dos componentes que você está testando, caso contrário a ponta do sensor será afetada;

Verifique regularmente a sensibilidade dos detectores por amostragem de um pequeno vazamento de gás refrigerante, abrindo uma válvula do cilindro de gás;

Nunca permita que a ponta entre em contato com os componentes que estão sendo verificados;

Sempre verifique na parte de baixo das conexões ou componentes pois o gás refrigerante é mais pesado que o ar;

Verifique se há vazamentos de refrigerante com o motor desligado.

Sistema luz ultravioleta

Um corante colorido fluorescente é injetado no sistema do ar condicionado, permitindo circular, então uma lâmpada ultravioleta é passada sobre cada componente no sistema de ar condicionado. Se houver um vazamento, o corante brilhante será visto com facilidade. Este método é excepcionalmente bom para localizar pequenos vazamentos. (Fig.11)

Anotações importantes

É aconselhável pedir ao cliente para retornar em aproximadamente uma semana pois o corante precisa de mais tempo para aparecer caso o sistema de ar condicionado tenha um pequeno vazamento.

Verifique com o fabricante do ar condicionado para ver se estes corantes são adequados e não irá danificar os componentes do sistema como por exemplo, o filtro secador.

Sempre verifique as recomendações do fabricante antes de usar este método.

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