O evaporador determina a eficiência do sistema de refrigeração

Os técnicos de serviço geralmente se perguntam como a temperatura do espaço refrigerado de um sistema de refrigeração pode ser tão alta quando a temperatura do evaporador é tão baixa. O que o técnico de serviço não consegue perceber é que é o quão ativo ou cheio o evaporador está com o refrigerante de vaporização (mudança de fase) que determina o conteúdo de resfriamento ou a eficiência em qualquer sistema de refrigeração. Um evaporador pode estar muito frio, mas inativo com muito superaquecimento, roubando sua capacidade de absorção de calor.

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No exemplo a seguir, o técnico de serviço encontra uma temperatura de evaporador muito fria com uma temperatura de espaço refrigerado alta. O superaquecimento do evaporador também é muito alto, significando que o sistema está com o evaporador inativo.

Uma verificação de serviço é recomendada ao analisar um sistema, portanto, o técnico de serviço instala medidores e termistores em um resfriador de sistema de refrigeração subcarregado, R-134a, porta fechada, temperatura média, que incorpora um receptor de lado alto líquido, um tipo de pistão compressor e um TXV como dispositivo de medição. O técnico registra os seguintes valores:

Uma baixa pressão do evaporador de 3,94 polegadas Hg causa uma baixa temperatura do evaporador de -20°F. Ambos são causados ​​pela falta de refrigerante no compressor. O compressor está tentando colocar refrigerante em seus cilindros, mas não há refrigerante suficiente para satisfazê-lo. Todo o lado baixo do sistema experimentará baixa pressão e baixas temperaturas. Este cenário muitas vezes confunde os técnicos de serviço por causa da temperatura do evaporador ser muito baixa (-20°F), juntamente com a temperatura do espaço refrigerado ser tão quente (46°F).

A maioria dos sistemas de refrigeração de temperatura média tenta manter as temperaturas do espaço refrigerado entre 35° e 37°F, dependendo da aplicação. No entanto, o técnico de serviço deve observar o superaquecimento do evaporador para ver o quão ativo ou cheio o evaporador está com refrigerante em vaporização (mudança de fase).

Uma vez que o evaporador está privado de refrigerante da subcarga, haverá altos superaquecimentos do evaporador. Neste cenário de serviço, o superaquecimento do evaporador é de 30°F, o que significa que o evaporador está sem refrigerante e não está muito ativo (consulte a Figura 1). Isso, por sua vez, levará a superaquecimentos (totais) elevados do compressor.

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Figura 1:Um evaporador inativo com abundância de superaquecimento.

A temperatura de descarga do compressor de 215°F é alta em comparação com os sistemas normais e é causada pelo alto superaquecimento do evaporador e do compressor, juntamente com altas taxas de compressão. Quando subcarregado, não espere que o TXV controle o superaquecimento, pois o TXV pode estar vendo uma combinação de vapor e líquido em sua entrada. O evaporador ficará sem refrigerante e com alto superaquecimento. Como resultado, o compressor, a cada curso de compressão, superaquecerá ainda mais o refrigerante.

As taxas de compressão também serão elevadas, devido às baixas pressões do evaporador, dando ao sistema um calor de compressão acima do normal. Altas taxas de compressão darão ao sistema eficiências volumétricas muito baixas e causarão ineficiências indesejadas com baixas taxas de fluxo de refrigerante. O compressor terá que comprimir vapores de pressão muito mais baixa vindos da linha de sucção para a pressão de condensação, o que requer uma faixa de compressão maior e uma taxa de compressão maior.

A maior faixa de compressão da pressão mais baixa do evaporador até a pressão de condensação é o que causa o trabalho de compressão e gera calor adicional de compressão. Este aumento de calor pode ser visto pela alta temperatura de descarga do compressor de 215°F; no entanto, por causa das taxas de fluxo de refrigerante mais baixas das eficiências volumétricas mais baixas, uma carga de calor um tanto baixa é vista pelo compressor. Essa baixa carga é o que evita que a temperatura de descarga fique muito quente. Lembre-se de que taxas de compressão mais altas e superaquecimentos mais altos são o que faz com que a temperatura de descarga seja alta e que a linha de descarga vê todo o superaquecimento chegando ao compressor, o calor do motor gerado e o calor da compressão.