Como está organizado o ar condicionado ou o sistema split

Um dispositivo de refrigeração

Um aparelho de refrigeração é um aparelho eletrónico concebido para regular a temperatura de uma divisão. Para garantir o melhor desempenho e a longevidade do dispositivo, é crucial ter uma compreensão básica dos seus princípios de funcionamento.

Construção

O aparelho de ar condicionado pode ter dois modelos possíveis: pode ter a forma de um monobloco ou pode ter um modelo de dois módulos. O dispositivo funciona como um sistema fechado que permite a circulação de refrigerante, sendo os refrigerantes mais utilizados o freon R-22 e o R-410.

Segue-se uma descrição dos componentes que constituem um aparelho de ar condicionado:

• O compressor é responsável por comprimir o refrigerante (Freon) e assegurar a sua deslocação para o permutador de calor.
• O condensador, localizado na unidade remota, arrefece o refrigerante expondo-o a uma superfície arrefecida no permutador de calor, fazendo com que se transforme no estado líquido.
• O evaporador, situado no interior da caixa, absorve o calor e facilita a entrada de ar frio na divisão. Também transforma o refrigerante num estado gasoso.
• O regulador de pressão, que pode ter a forma de um tubo capilar ou de um acelerador, funciona como uma forma de diminuir drasticamente a pressão e a temperatura do Freon.
• A ventoinha gera um jato de ar que é dirigido para os permutadores de calor.

Note-se que todos os modelos de aparelhos de ar condicionado partilham os mesmos componentes fundamentais.

O diagrama ilustra o processo operacional básico de um aparelho de ar condicionado típico.

O diagrama ilustra o funcionamento de um aparelho de ar condicionado quando está a funcionar no modo de arrefecimento. Demonstra visualmente como o calor é absorvido pelo refrigerante durante a evaporação e depois libertado durante a condensação. Este processo, conhecido como ciclo de refrigeração por compressão de vapor, envolve a absorção de energia térmica num permutador de calor e a sua libertação noutro.

O Freon é introduzido no compressor sob a forma de um gás, com uma pressão negligenciável de 3-5 atm e uma temperatura de +10-20˚C. No interior da unidade, a substância gasosa é pressurizada para uma gama de 15-25 atm, aumentando simultaneamente a temperatura para +70-90˚C.

O fluido frigorigéneo comprimido desloca-se então para o condensador, onde é arrefecido e transformado em líquido ao ser soprado por uma ventoinha, libertando energia térmica no processo. O ar que sai do condensador é aquecido. O líquido de refrigeração deixa o permutador de calor com uma temperatura 10-20˚ superior à do ar circundante.

No acelerador, que é um tubo de cobre fino em forma de espiral, a temperatura e a pressão do Freon diminuem de acordo com os princípios da física, provocando uma vaporização parcial. Depois de passar pelo regulador de pressão, uma mistura de fracções de vapor e líquido do refrigerante entra no evaporador.

O evaporador converte o Freon num estado gasoso ao absorver calor, enquanto a ventoinha empurra o ar através do evaporador para o arrefecer, antes de o levar para a divisão. O compressor volta a aspirar o gás, que tem baixa temperatura e pressão. Este processo repete-se continuamente.

Nota! A funcionalidade de um aparelho de ar condicionado depende da capacidade do fluido frigorigéneo para absorver e libertar energia térmica à medida que transita entre os estados gasoso e líquido.

Unidade exterior

A unidade exterior possui um filtro situado no interior da sua caixa exterior que aloja os componentes de construção. Está equipada com uma tampa protetora que protege os terminais do conetor do cabo elétrico e, em algumas unidades, também os acessórios de ligação.

No centro da unidade encontra-se o compressor, que funciona como o "coração" do aparelho." Os aparelhos de ar condicionado utilizam compressores do tipo pistão, que são menos dispendiosos mas menos fiáveis, ou unidades scroll. Estes compressores comprimem o refrigerante e guiam o seu movimento ao longo de um circuito fechado.

O ventilador é responsável por fornecer o fluxo de ar para arrefecer o condensador. Os modelos de baixo custo utilizam normalmente ventiladores de velocidade única, enquanto as opções mais caras oferecem 2-3 velocidades fixas ou capacidades de ajuste suave.

Uma válvula de quatro vias é instalada em sistemas que têm a capacidade de arrefecimento e aquecimento. Ao mudar a válvula, as funções do permutador de calor e do condensador são invertidas e a direção do fluxo de freon é alterada.

O condensador é um radiador constituído por tubos de cobre com deflectores de alumínio. Arrefece e condensa o freon, ao mesmo tempo que aquece o ar.

A placa de controlo só está presente nos aparelhos com inversor, nas unidades de cassete e nas unidades de tipo conduta. Na maioria dos modelos, os componentes electrónicos estão localizados na caixa do evaporador.

O filtro está posicionado no lado de aspiração do compressor. O seu objetivo é proteger contra pequenas partículas que possam entrar no sistema fechado durante a instalação.

Os conectores servem como pontos de ligação para as várias unidades.

Caixa do evaporador

O dispositivo funciona de acordo com um esquema específico, que inclui a presença de uma unidade interna localizada no interior do edifício e responsável pela manutenção dos parâmetros de ar desejados.

Os principais componentes deste design são:

• Um painel frontal concebido como uma grelha de plástico. Pode ser facilmente removido para efeitos de manutenção e permite o acesso ao ar.
• Um evaporador, que serve de permutador de calor. Com a ajuda de um ventilador, o Freon é aquecido e o ar é arrefecido.
• Um filtro grosseiro, sob a forma de uma malha eletrostática, é responsável pela recolha de detritos finos, pêlos de animais e grandes partículas de pó.
• Existem também filtros finos, como os catalíticos, bactericidas, de plasma e outros. Estes filtros foram concebidos para purificar o ar de microorganismos patogénicos, poeiras, pólen de plantas, fumo e odores desagradáveis. Alguns modelos de ar condicionado possuem dois ou mais filtros.
• O dispositivo está equipado com um painel indicador que utiliza díodos luminosos para mostrar o seu modo de funcionamento e indicar eventuais anomalias.
• O evaporador é soprado por um ventilador, que tem várias velocidades de funcionamento.
• A placa de controlo, que contém o microprocessador central, está localizada no lado direito da caixa.
• O fluxo de ar pode ser direcionado de acordo com as preferências do utilizador através de persianas verticais e horizontais.
• Um tabuleiro de recolha de gotas é colocado por baixo do evaporador para recolher a condensação, que pode ser drenada através de uma mangueira de drenagem.

Tenha em atenção que a limpeza regular e a substituição do filtro, bem como a manutenção anual, são necessárias para que o sistema funcione corretamente.

Uma ideia errada comum entre os consumidores é que um ar condicionado serve apenas para arrefecer o ar durante o tempo quente. No entanto, compreender o funcionamento de um aparelho de ar condicionado abre um mundo de possibilidades e uma multiplicidade de funções que este aparelho pode oferecer.

Modos principais

A função de arrefecimento da unidade é activada quando a temperatura ultrapassa os parâmetros pré-determinados. Tem uma gama de temperaturas de +1-30˚C com um elevado nível de precisão, até 1˚C para unidades normais e 0.5˚C para unidades com inversor.

Para o aquecimento, podem ser utilizados sistemas split de dois circuitos com a função declarada. Neste modo, a temperatura do ar é aumentada para o nível desejado, assegurando uma distribuição uniforme por toda a divisão. Esta caraterística é particularmente útil durante a época baixa, quando o aquecimento central não está disponível, ou no tempo húmido do verão.

O modo de ventilação permite desligar o compressor e a ventoinha da unidade remota. Este modo garante uma distribuição uniforme do ar, evitando a acumulação de calor no teto durante os meses de inverno.

O modo de desumidificação é utilizado para evitar o crescimento de bolor e eliminar o ar bolorento em edifícios com elevada humidade, sem afetar a temperatura.

A filtragem envolve a utilização de dois tipos de filtros. Os filtros grossos captam partículas visíveis e devem ser limpos de duas em duas semanas com um aspirador. Os filtros finos, por outro lado, removem o fumo, o pó, os vírus e as bactérias do ar. Estes filtros não podem ser limpos e devem ser substituídos a cada dois ou três meses.

Funções adicionais

A humidificação é o processo de redução do nível de humidade para menos de 50%, o que pode ter um impacto negativo no estado da pele, causando olhos secos e desconforto na garganta. A produtividade destes dispositivos é de cerca de 400-600 ml/hora.

A obtenção dos níveis de humidade desejados pode ser feita através de vários métodos:

• Instalação de um gerador de vapor;
• Utilização de humidificação ultra-sónica, em que o abastecimento de água é reabastecido pela condensação que flui para um sistema de drenagem;
• Utilização de um elemento humidificador incorporado na unidade exterior, como a cassete usolite que recolhe a condensação.

Curiosidade! A empresa japonesa Daikin foi a pioneira na instalação de humidificadores em sistemas de controlo climático.

Além disso, os sistemas split têm um ou mais filtros que podem captar partículas mais pequenas do que 2 microns, proporcionando uma limpeza adicional.

• Fotocatalítico – é composto por uma lâmpada ultravioleta e uma base revestida de óxido de titânio com propriedades catalisadoras, que divide as substâncias orgânicas em óxidos de carbono e água.
• O ionizador de plasma, que gera uma tensão de 4800 V, decompõe os odores, os microorganismos e as pequenas partículas depositadas na superfície do filtro.
• Antibacteriano – incorpora substâncias naturais como as cachetinas e as vassabas.
• Enzima – contém substâncias bioactivas que eliminam os agentes patogénicos.
• Filtro de iões de prata – decompõe os invólucros bacterianos, aniquilando-os; o elemento de nano prata liberta iões.
• Eletrostática – cria um campo eletromagnético que faz com que as partículas carregadas se depositem na superfície do filtro.

A propósito, foram os fabricantes Panasonic e Samsung que assumiram a liderança na produção em massa de sistemas split com limpeza em várias fases.

No que diz respeito à indução de ar, os aparelhos de ar condicionado de janela e de conduta funcionam com uma troca de ar parcial. Alguns sistemas split são fornecidos com uma conduta flexível que permite a entrada de ar fresco na divisão, reduzindo o nível de dióxido de carbono.

O princípio principal por detrás do funcionamento dos aparelhos de ar condicionado é a utilização de inversores. Em vez de se desligarem quando os parâmetros desejados são atingidos, os inversores mudam suavemente para um modo de menor potência. Este facto ajuda a evitar mudanças bruscas de temperatura e reduz o consumo de energia.

No que diz respeito ao funcionamento a baixas temperaturas, os modelos da versão de inverno (equipados com aquecimento para drenagem e unidades remotas) podem aquecer a temperaturas tão baixas como -20 a -25˚C. No entanto, o seu desempenho é inferior ao do funcionamento normal.

A ionização negativa do ar é crucial para manter uma boa saúde. A ausência destas partículas de carga negativa pode levar a uma diminuição da produtividade, lentidão e fadiga. É muito vantajoso ter um ionizador integrado na unidade do sistema de controlo da climatização.

É necessária assistência! Os ionizadores encontram-se frequentemente na oferta de produtos de marcas conhecidas como a Panasonic e a Mitsubishi.

Qual é a diferença entre o funcionamento do ar condicionado e do sistema split?

O sistema de dois módulos é um tipo de unidade de ar condicionado que funciona segundo o mesmo princípio que um monobloco, mas com algumas diferenças na sua conceção.

Num aparelho de ar condicionado monobloco, todos os componentes estão alojados numa única unidade, como uma janela ou uma unidade móvel. As unidades móveis estão equipadas com rodas, permitindo uma fácil deslocação para diferentes locais. No entanto, um inconveniente é o facto de as mangueiras de dissipação de calor poderem ser bastante longas quando ventiladas para o exterior. As unidades monobloco mais potentes são capazes de arrefecer uma área de até 35 metros quadrados.

Existem vários tipos de blocos internos:

• Unidades montadas no teto – tais como sistemas de cassete e de condutas;
• Unidades de teto falso – especificamente concebidas para salas pequenas com tectos baixos;
• Unidades chão-teto – a instalação destas unidades ajuda a evitar fluxos de ar directos sobre as pessoas.

Para apartamentos, os modelos montados na parede e com condutas são mais adequados, enquanto que para edifícios públicos são preferíveis as unidades de cassete, com condutas e do chão ao teto

Critérios de seleção

Ao considerar a disposição e as capacidades do dispositivo, torna-se possível selecionar a unidade climática mais adequada. Coloca-se a questão: o que é melhor – um ar condicionado ou um sistema split?

• O processo de instalação é fácil;
• O aparelho não necessita de muita manutenção;
• A mobilidade é uma caraterística fundamental;
• O preço é mais acessível.
• Tem uma capacidade de potência inferior – até 4 kW;
• O aparelho tem um aspeto volumoso e pouco atrativo;
• Funciona de forma menos eficiente;
• O ruído pode atingir até 50 dB durante o funcionamento;
• Acumula condensação no tabuleiro, o que requer uma remoção periódica;
• A instalação de aparelhos de ar condicionado de janela reduz a iluminação natural da divisão.

Estes aparelhos são perfeitos para criar um ambiente confortável durante os meses quentes de verão em espaços pequenos, como pequenos apartamentos ou casas de campo. São também muito fáceis de transportar e não requerem competências especiais ou tempo para serem ligadas.

Vantagens de um sistema split:

• Funciona com níveis de ruído moderados (até 30 dB)
• Potentes com um mínimo de 7 kW
• Eficiência energética com elevada eficácia
• As características incluem o modo noturno, o controlo da temperatura e da humidade e o controlo remoto
• Pode direcionar o fluxo de ar na direção desejada
• Grande variedade de unidades de módulo duplo à escolha

A unidade interior tem um aspeto atraente e integra-se perfeitamente em qualquer interior. Oferece vários modos de funcionamento, incluindo arrefecimento, aquecimento, secagem, limpeza melhorada e ionização.

As vantagens das unidades climatéricas do tipo inverter são particularmente notórias:

• Funcionam continuamente sem se desligarem, resultando em níveis de temperatura consistentes;
• Os níveis de potência são regulados automaticamente;
• As correntes de arranque são mínimas, o que leva a uma vida útil mais longa e à possibilidade de serem instaladas em edifícios com cablagem fraca;
• Economizam 20-25% no consumo de energia;
• Funcionam silenciosamente, o que os torna adequados para instalação em quartos de dormir e quartos de crianças.
• É aconselhável recorrer a um especialista para instalar o equipamento, pois o custo da instalação pode representar um terço do preço do aparelho;
• O preço é muito mais elevado.

Os sistemas climáticos com duas unidades são adquiridos para funcionar 24 horas por dia no verão e durante a época baixa. Os sistemas de dois módulos são comprados em apartamentos onde há pessoas alérgicas ou crianças frequentemente doentes.

O princípio de funcionamento de um ar condicionado de sistema dividido permite-lhe criar condições de vida confortáveis em qualquer altura do ano. A vasta gama de funções satisfaz todas as necessidades dos utilizadores.