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Engenharia Mecânica ·
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1 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Ar Condicionado BIBLIOGRAFIA McQuiston F C Parker J D and Spitler J D Heating Ventilating and Air Conditioning Analysis and Design 6 th Wiley Sons Inc 2005 Stoecker W F Saiz Jabardo J M Refrigeração Industrial 2ªed Edgard Blücher 2002 St k W F J J W R f i ã A C di i d M G Hill 1985 Stoecker W F Jones J W Refrigeração e Ar CondicionadoMcGrawHill 1985 Çengel Y A Boles M A Thermodynamics An Engineering Approach 5ª Ed McgrawHill 2006 Moran M J Shapiro H N Fundamentals of Engineering Thermodynamics 5ª Ed John Wiley Sons 2006 ASHRAE American Society of Heat Refrigeration and Air Conditioning Engineers HandBook of Fundamentals 2005 ASHRAE American Society of Heat Refrigeration and Air Conditioning Engineers HandBook of Refrigeration 2006 ASHRAE American Society of Heat Refrigeration and Air Conditioning Engineers HandBook of Applications 2007 ASHRAE American Society of Heat Refrigeration and Air Conditioning Engineers HandBook of Systems and Equipments 2008 Kuehn T H Ramsey J W Threlkeld J L Thermal Environmental Engineering 3ª ed Prentice Hall 1998 ABNT NBR 16401 2008 Instalações de ar condicionado Sistemas centrais e unitários Parte 1 Projeto Instalações de ar condicionado ABNT NBR 16401 2008 Instalações de ar condicionado Sistemas centrais e nitários Parte 2 Parâmetros de conforto térmico Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 1 ABNT NBR 16401 2008 Instalações de ar condicionado Sistemas centrais e unitários Parte 2 Parâmetros de conforto térmico ABNT NBR 16401 2008 Instalações de ar condicionado Sistemas centrais e unitários Parte 3 Qualidade do Ar Interior Silva J G Introdução à Tecnologia da Refrigeração e da Climatização Artliber 2004 Kreider J F Rabl A Cooling and Heating of Buildings Design for efficiency McGraw Hill New York 1994 890 p SMACMA HVAC Systems Duct Design Sheet Metal and Air Conditioning Contractors National Association Atlanta 1989 Macintyre A J Ventilação Industrial e Controle da Poluição Guanabara 2ed 1991 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Conteúdo TERMODINÂMICA REVISÃO MISTRUA DE GASES E PSICROMETRIA SISTEMAS DE AR CONDICIONADO SISTEMAS DE AR CONDICIONADO CONFORTO TÉRMICO CARGA TÉRMICA SISTEMAS DE DIFUSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE AR SISTEMAS HIDRÔNICOS Ã Õ Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 2 SISTEMAS DE EXPANSÃO DIRETA TUBULAÇÕES 2 Engenharia Mecânica Ar Condicionado SISTEMAS DE EXPANSÃO DIRETA TUBULAÇÕES Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 3 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Tem como função básica transportar o fluido refrigerante entre os distintos componentes da instalação Quando um fluido escoa num tubo há uma perda de pressão devido ao atrito entre o fluido e a parede A perda de pressão não pode ser evitada mas o seu efeito pode ser reduzido bastando dimensionar devidamente o tubo TUBULAÇÕES Quanto maior for a massa do fluido a escoar num dado tubo maior será a sua velocidade e portanto maior a sua perda de pressão O dimensionamento das linhas de instalações frigoríficas é realizado com o auxílio de tabelas ou ábacos específicos para o tipo de refrigerante e linha São requisitos de uma tubulação Garantir o retorno de óleo para o compressor Garantir que somente fluido refrigerante no estado Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 4 líquido entre no dispositivo de expansão Minimizar a perda de capacidade do sistema devido a perda de pressão Reduzir a carga de fluido refrigerante no sistema minimizando custos de instalação e manutenção 3 Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 5 Engenharia Mecânica Ar Condicionado DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO 2 2 1 1 2 2 1 2 LT P V P V gz gz h 2 2 Equação da Perda de Carga 2 2 L L V h f D 2 2 2 2 LM e e LM V h k k coeficiente de perda L L V h f comprimento equivalente de tubo reto D D TUBULAÇÕES Equação da Perda de Carga LT L LM LM hL Perda de carga distribuída trecho reto devida aos efeitos do atrito h Perda de carga localizada devida aos acessó h h h rios 2 L D 1 4 f f f fator de atrito de Darcy C f C fator de atrito de Fanning f P h g Re f D P L Q D z config do sist Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 6 L V2 P f D 2 4 Engenharia Mecânica Ar Condicionado 025 5 VD 4m f Re D Re D Tubos Lisos eq Blasius f 03164Re Re 10 TUBULAÇÕES 0125 16 8 6 09 Eq Swamee 1993 64 1 574 2500 f 95 ln Re 37 D Re Re Fórmula de Swamee é uma expressão geral que calcula o fator de atrito f sem restrições quanto ao regime de escoamento número de Reynolds e rugosidade relativa que pode ser Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 7 utilizada em qualquer regime de fluxo Laminar e Turbulento no limite 0 Re 108 TUBOS NÃOCIRCULARES 4 h e A D P Pe perímetro molhado comprimento de parede em contato com o fluido O fator 4 foi introduzido para que o diâmetro hidráulico em um duto circular seja igual ao seu diâmetro Para um duto retangular de largura b e altura h 4 025 40 2 h bh h D ra ra b h b Engenharia Mecânica Ar Condicionado Tipo de Linha Estado do Refrigerante Queda de Pressão Características Físicas da linha Descarga do Compressor Vapor Moderada Elevações devem ser TUBULAÇÕES CARACTERÍSTICAS DAS LINHAS DE REFRIGERANTE Linha de Líquido Líquido Moderada ç limitadas Sucção do Compressor Vapor Baixa exceto para permitir o retorno de óleo Sifonamento para o óleo em sistemas de expansão direta Linhas de Gás Quente para Degelo Vapor Moderada Recirculação de Líquido Da bomba aos evaporadores Líquido Moderada Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 8 evaporadores Retorno ao separador de líquido Líquidovapor Baixa Inclinação descendente Critério do diâmetro ótimo ideal mas pouco utilizado devido a questões de ordem prática Critérios discutidos têm larga aplicação industrial e aliam simplicidade a resultados satisfatórios DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO 5 Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE SUCÇÃO DO COMPRESSOR Devese ter uma velocidade suficientemente alta para transportar o óleo de volta ao compressor tanto nas linhas horizontais como nas verticais com fluxo ascendente Simultaneamente deve ter uma queda de pressão mínima para evitar quedas excessivas de capacidade e aumento de potência do compressor A queda de pressão na linha de sucção aumenta o volume do refrigerante que deve ser trabalhado pelo compressor para uma dada capacidade frigorífica Recomendase que não ultrapasse 20 kPa As linhas de sucção são normalmente dimensionadas de forma que a perda de carga total não exceda o equivalente a 22ºC de queda da temperatura de saturação para fluidos halogenados e 11ºC para a amônia Valores maiores somente são toleráveis em linhas muito longas Devese lembrar que a perda de capacidade do sistema ou o aumento do custo de refrigeração aumentam cerca de 40 para cada 10ºC equivalente Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 9 A velocidade do gás é outro fator a ser considerado no dimensionamento de linhas de sucção Determinouse praticamente que a velocidade mínima necessária para mover óleo em linhas horizontais de sucção é da ordem de 25 ms Quando a linha de sucção é vertical com o fluido ascendente são necessárias velocidades maiores para transportar o óleo para cima A velocidade mínima em linhas verticais de sucção com fluxo ascendente é de 50 ms Para eliminar o ruído excessivo devese manter a velocidade em todas as linhas de sucção abaixo dos 16 ms Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE SUCÇÃO DO COMPRESSOR A linha de retorno ao separador de líquido se caracteriza pelo escoamento de uma mistura bifásica líquidovapor cuja avaliação é complexa Como regra prática adotase o escamento como somente de vapor e dimensionase a Como regra prática adota se o escamento como somente de vapor e dimensiona se a tubulação Para incluir o efeito do líquido os projetistas sugerem a adoção de um diâmetro de tubo imediatamente superior àquele dimensionado Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 10 6 Engenharia Mecânica Ar Condicionado DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE SUCÇÃO DO COMPRESSOR TUBULAÇÕES Determinar o comprimento total da tubulação Especificar a velocidade do fluido refrigerante Calc lar o comprimento eq i alente das c r as entre o tros Calcular o comprimento equivalente das curvas entre outros Calcular a perda de pressão na tubulação trechos retos e curvas entre outros Adicionar a perda de pressão devido aos acessórios Verificar se a perda de pressão total não supera o valor máximo recomendado Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 11 Obs É prática comum multiplicar o comprimento de tubo reto por um fator que varia de 15 a 5 a fim de contabilizar curvas e acessórios Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 12 7 Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE DESCARGA DO COMPRESSOR A queda de pressão nas linhas de descarga aumenta a taxa de compressão e consequentemente a potência necessária para acionar o compressor Ao mesmo tempo a eficiência volumétrica diminui com o aumento da taxa de compressão o Ao mesmo tempo a eficiência volumétrica diminui com o aumento da taxa de compressão o que resulta em redução da capacidade do compressor Recomendase que a perda de pressão não ultrapasse 41 kPa A prática indica que as linhas de descarga de gás podem ser dimensionadas para uma queda de pressão tal que a redução de temperatura equivalente não seja superior a 11ºC As linhas de descarga de gás devem ser também verificadas quanto à velocidade aplicando se os mesmos critérios utilizados para o movimento correto do óleo em linhas de sucção isto é 50 ms nas linhas verticais de fluxo ascendente e 25 ms nas linhas horizontais Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 13 A velocidade máxima aceitável baseada em considerações de ruído é de 160ms Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE SUCÇÃO E DESCARGA DO COMPRESSOR Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 14 8 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Determinar o comprimento total da tubulação Especificar a velocidade do fluido refrigerante Calc lar o comprimento eq i alente das c r as entre o tros TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE DESCARGA DO COMPRESSOR Calcular o comprimento equivalente das curvas entre outros Calcular a perda de pressão na tubulação trechos retos e curvas entre outros Adicionar a perda de pressão devido aos acessórios Verificar se a perda de pressão total não supera o valor máximo recomendado Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 15 Obs É prática comum multiplicar o comprimento de tubo reto por um fator que varia de 15 a 5 a fim de contabilizar curvas e acessórios Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE LÍQUIDO O dimensionamento de linhas de líquido é consideravelmente menos crítico do que o dimensionamento de outras linhas do sistema A queda de pressão na linha de líquido exerce efeito mínimo na operação do sistema Não há efeito direto sobre o compressor U d l d d ã li h d lí id d i á t d ã i t t Uma queda elevada de pressão na linha de líquido reduzirá contudo a pressão existente na entrada da válvula de expansão e portanto pode afetar o seu tamanho Considerase geralmente boa prática limitar a queda de pressão total em linhas de líquido para um valor equivalente à variação de temperatura de 11ºC A boa prática indica que se deve manter a velocidade abaixo de 30 ms Este limite foi estabelecido em razão da possibilidade de golpes de líquido vibração e ruídos resultantes da ação de válvulas solenoides ou outras válvulas de ação rápida Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 16 Se a diferença de pressão decorrente da variação em altura for demasiadamente grande ocorre evaporação repentina a qual é prejudicial para a vida e a capacidade das válvulas solenoide e das válvulas de expansão Dessa forma um subresfriador é muitas vezes necessário para evitar evaporação repentina na linha de líquido quando existem diferenças em altura Recomendase a utilização de um grau de subresfriamento de 3C na entrada do dispositivo de expansão e que a perda de pressão total não ultrapasse 41 kPa 9 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Determinar o comprimento total da tubulação Especificar a velocidade do fluido refrigerante Calc lar o comprimento eq i alente das c r as entre o tros TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE LÍQUIDO Calcular o comprimento equivalente das curvas entre outros Calcular a perda de pressão na tubulação trechos retos e curvas entre outros Adicionar a perda de pressão devido aos acessórios Verificar se a perda de pressão total não supera o valor máximo recomendado Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 17 Obs É prática comum multiplicar o comprimento de tubo reto por um fator que varia de 15 a 5 a fim de contabilizar curvas e acessórios Engenharia Mecânica Ar Condicionado 15 2 2 2 Q f L D h P TUBULAÇÕES D diâmentro do tubulação Q capacidade frigorífica f fator de atrito de Darcy L comprimento da tubulação massa específica D é diretamente proporcional a L15 D é diretamente proporcional a Q15 D é inversamente a 15 afeta temp de sucção e condensação D é inversamente a h25 afeta temp de sucção e condensação D é i t P15 á i d d ã itid h variação de entalpia no evaporador P queda de pressão Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 18 D é inversamente a P15 máxima queda de pressão permitida 10 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Ar Condicionado Exercícios Sugeridos McQuiston F C Parker J D and Spitler J D Heating Ventilating and Air Conditioning Analysis and Design 6 th Wiley Sons Inc 2005 Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 19
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1 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Ar Condicionado BIBLIOGRAFIA McQuiston F C Parker J D and Spitler J D Heating Ventilating and Air Conditioning Analysis and Design 6 th Wiley Sons Inc 2005 Stoecker W F Saiz Jabardo J M Refrigeração Industrial 2ªed Edgard Blücher 2002 St k W F J J W R f i ã A C di i d M G Hill 1985 Stoecker W F Jones J W Refrigeração e Ar CondicionadoMcGrawHill 1985 Çengel Y A Boles M A Thermodynamics An Engineering Approach 5ª Ed McgrawHill 2006 Moran M J Shapiro H N Fundamentals of Engineering Thermodynamics 5ª Ed John Wiley Sons 2006 ASHRAE American Society of Heat Refrigeration and Air Conditioning Engineers HandBook of Fundamentals 2005 ASHRAE American Society of Heat Refrigeration and Air Conditioning Engineers HandBook of Refrigeration 2006 ASHRAE American Society of Heat Refrigeration and Air Conditioning Engineers HandBook of Applications 2007 ASHRAE American Society of Heat Refrigeration and Air Conditioning Engineers HandBook of Systems and Equipments 2008 Kuehn T H Ramsey J W Threlkeld J L Thermal Environmental Engineering 3ª ed Prentice Hall 1998 ABNT NBR 16401 2008 Instalações de ar condicionado Sistemas centrais e unitários Parte 1 Projeto Instalações de ar condicionado ABNT NBR 16401 2008 Instalações de ar condicionado Sistemas centrais e nitários Parte 2 Parâmetros de conforto térmico Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 1 ABNT NBR 16401 2008 Instalações de ar condicionado Sistemas centrais e unitários Parte 2 Parâmetros de conforto térmico ABNT NBR 16401 2008 Instalações de ar condicionado Sistemas centrais e unitários Parte 3 Qualidade do Ar Interior Silva J G Introdução à Tecnologia da Refrigeração e da Climatização Artliber 2004 Kreider J F Rabl A Cooling and Heating of Buildings Design for efficiency McGraw Hill New York 1994 890 p SMACMA HVAC Systems Duct Design Sheet Metal and Air Conditioning Contractors National Association Atlanta 1989 Macintyre A J Ventilação Industrial e Controle da Poluição Guanabara 2ed 1991 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Conteúdo TERMODINÂMICA REVISÃO MISTRUA DE GASES E PSICROMETRIA SISTEMAS DE AR CONDICIONADO SISTEMAS DE AR CONDICIONADO CONFORTO TÉRMICO CARGA TÉRMICA SISTEMAS DE DIFUSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE AR SISTEMAS HIDRÔNICOS Ã Õ Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 2 SISTEMAS DE EXPANSÃO DIRETA TUBULAÇÕES 2 Engenharia Mecânica Ar Condicionado SISTEMAS DE EXPANSÃO DIRETA TUBULAÇÕES Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 3 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Tem como função básica transportar o fluido refrigerante entre os distintos componentes da instalação Quando um fluido escoa num tubo há uma perda de pressão devido ao atrito entre o fluido e a parede A perda de pressão não pode ser evitada mas o seu efeito pode ser reduzido bastando dimensionar devidamente o tubo TUBULAÇÕES Quanto maior for a massa do fluido a escoar num dado tubo maior será a sua velocidade e portanto maior a sua perda de pressão O dimensionamento das linhas de instalações frigoríficas é realizado com o auxílio de tabelas ou ábacos específicos para o tipo de refrigerante e linha São requisitos de uma tubulação Garantir o retorno de óleo para o compressor Garantir que somente fluido refrigerante no estado Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 4 líquido entre no dispositivo de expansão Minimizar a perda de capacidade do sistema devido a perda de pressão Reduzir a carga de fluido refrigerante no sistema minimizando custos de instalação e manutenção 3 Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 5 Engenharia Mecânica Ar Condicionado DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO 2 2 1 1 2 2 1 2 LT P V P V gz gz h 2 2 Equação da Perda de Carga 2 2 L L V h f D 2 2 2 2 LM e e LM V h k k coeficiente de perda L L V h f comprimento equivalente de tubo reto D D TUBULAÇÕES Equação da Perda de Carga LT L LM LM hL Perda de carga distribuída trecho reto devida aos efeitos do atrito h Perda de carga localizada devida aos acessó h h h rios 2 L D 1 4 f f f fator de atrito de Darcy C f C fator de atrito de Fanning f P h g Re f D P L Q D z config do sist Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 6 L V2 P f D 2 4 Engenharia Mecânica Ar Condicionado 025 5 VD 4m f Re D Re D Tubos Lisos eq Blasius f 03164Re Re 10 TUBULAÇÕES 0125 16 8 6 09 Eq Swamee 1993 64 1 574 2500 f 95 ln Re 37 D Re Re Fórmula de Swamee é uma expressão geral que calcula o fator de atrito f sem restrições quanto ao regime de escoamento número de Reynolds e rugosidade relativa que pode ser Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 7 utilizada em qualquer regime de fluxo Laminar e Turbulento no limite 0 Re 108 TUBOS NÃOCIRCULARES 4 h e A D P Pe perímetro molhado comprimento de parede em contato com o fluido O fator 4 foi introduzido para que o diâmetro hidráulico em um duto circular seja igual ao seu diâmetro Para um duto retangular de largura b e altura h 4 025 40 2 h bh h D ra ra b h b Engenharia Mecânica Ar Condicionado Tipo de Linha Estado do Refrigerante Queda de Pressão Características Físicas da linha Descarga do Compressor Vapor Moderada Elevações devem ser TUBULAÇÕES CARACTERÍSTICAS DAS LINHAS DE REFRIGERANTE Linha de Líquido Líquido Moderada ç limitadas Sucção do Compressor Vapor Baixa exceto para permitir o retorno de óleo Sifonamento para o óleo em sistemas de expansão direta Linhas de Gás Quente para Degelo Vapor Moderada Recirculação de Líquido Da bomba aos evaporadores Líquido Moderada Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 8 evaporadores Retorno ao separador de líquido Líquidovapor Baixa Inclinação descendente Critério do diâmetro ótimo ideal mas pouco utilizado devido a questões de ordem prática Critérios discutidos têm larga aplicação industrial e aliam simplicidade a resultados satisfatórios DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO 5 Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE SUCÇÃO DO COMPRESSOR Devese ter uma velocidade suficientemente alta para transportar o óleo de volta ao compressor tanto nas linhas horizontais como nas verticais com fluxo ascendente Simultaneamente deve ter uma queda de pressão mínima para evitar quedas excessivas de capacidade e aumento de potência do compressor A queda de pressão na linha de sucção aumenta o volume do refrigerante que deve ser trabalhado pelo compressor para uma dada capacidade frigorífica Recomendase que não ultrapasse 20 kPa As linhas de sucção são normalmente dimensionadas de forma que a perda de carga total não exceda o equivalente a 22ºC de queda da temperatura de saturação para fluidos halogenados e 11ºC para a amônia Valores maiores somente são toleráveis em linhas muito longas Devese lembrar que a perda de capacidade do sistema ou o aumento do custo de refrigeração aumentam cerca de 40 para cada 10ºC equivalente Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 9 A velocidade do gás é outro fator a ser considerado no dimensionamento de linhas de sucção Determinouse praticamente que a velocidade mínima necessária para mover óleo em linhas horizontais de sucção é da ordem de 25 ms Quando a linha de sucção é vertical com o fluido ascendente são necessárias velocidades maiores para transportar o óleo para cima A velocidade mínima em linhas verticais de sucção com fluxo ascendente é de 50 ms Para eliminar o ruído excessivo devese manter a velocidade em todas as linhas de sucção abaixo dos 16 ms Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE SUCÇÃO DO COMPRESSOR A linha de retorno ao separador de líquido se caracteriza pelo escoamento de uma mistura bifásica líquidovapor cuja avaliação é complexa Como regra prática adotase o escamento como somente de vapor e dimensionase a Como regra prática adota se o escamento como somente de vapor e dimensiona se a tubulação Para incluir o efeito do líquido os projetistas sugerem a adoção de um diâmetro de tubo imediatamente superior àquele dimensionado Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 10 6 Engenharia Mecânica Ar Condicionado DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE SUCÇÃO DO COMPRESSOR TUBULAÇÕES Determinar o comprimento total da tubulação Especificar a velocidade do fluido refrigerante Calc lar o comprimento eq i alente das c r as entre o tros Calcular o comprimento equivalente das curvas entre outros Calcular a perda de pressão na tubulação trechos retos e curvas entre outros Adicionar a perda de pressão devido aos acessórios Verificar se a perda de pressão total não supera o valor máximo recomendado Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 11 Obs É prática comum multiplicar o comprimento de tubo reto por um fator que varia de 15 a 5 a fim de contabilizar curvas e acessórios Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 12 7 Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE DESCARGA DO COMPRESSOR A queda de pressão nas linhas de descarga aumenta a taxa de compressão e consequentemente a potência necessária para acionar o compressor Ao mesmo tempo a eficiência volumétrica diminui com o aumento da taxa de compressão o Ao mesmo tempo a eficiência volumétrica diminui com o aumento da taxa de compressão o que resulta em redução da capacidade do compressor Recomendase que a perda de pressão não ultrapasse 41 kPa A prática indica que as linhas de descarga de gás podem ser dimensionadas para uma queda de pressão tal que a redução de temperatura equivalente não seja superior a 11ºC As linhas de descarga de gás devem ser também verificadas quanto à velocidade aplicando se os mesmos critérios utilizados para o movimento correto do óleo em linhas de sucção isto é 50 ms nas linhas verticais de fluxo ascendente e 25 ms nas linhas horizontais Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 13 A velocidade máxima aceitável baseada em considerações de ruído é de 160ms Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE SUCÇÃO E DESCARGA DO COMPRESSOR Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 14 8 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Determinar o comprimento total da tubulação Especificar a velocidade do fluido refrigerante Calc lar o comprimento eq i alente das c r as entre o tros TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE DESCARGA DO COMPRESSOR Calcular o comprimento equivalente das curvas entre outros Calcular a perda de pressão na tubulação trechos retos e curvas entre outros Adicionar a perda de pressão devido aos acessórios Verificar se a perda de pressão total não supera o valor máximo recomendado Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 15 Obs É prática comum multiplicar o comprimento de tubo reto por um fator que varia de 15 a 5 a fim de contabilizar curvas e acessórios Engenharia Mecânica Ar Condicionado TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE LÍQUIDO O dimensionamento de linhas de líquido é consideravelmente menos crítico do que o dimensionamento de outras linhas do sistema A queda de pressão na linha de líquido exerce efeito mínimo na operação do sistema Não há efeito direto sobre o compressor U d l d d ã li h d lí id d i á t d ã i t t Uma queda elevada de pressão na linha de líquido reduzirá contudo a pressão existente na entrada da válvula de expansão e portanto pode afetar o seu tamanho Considerase geralmente boa prática limitar a queda de pressão total em linhas de líquido para um valor equivalente à variação de temperatura de 11ºC A boa prática indica que se deve manter a velocidade abaixo de 30 ms Este limite foi estabelecido em razão da possibilidade de golpes de líquido vibração e ruídos resultantes da ação de válvulas solenoides ou outras válvulas de ação rápida Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 16 Se a diferença de pressão decorrente da variação em altura for demasiadamente grande ocorre evaporação repentina a qual é prejudicial para a vida e a capacidade das válvulas solenoide e das válvulas de expansão Dessa forma um subresfriador é muitas vezes necessário para evitar evaporação repentina na linha de líquido quando existem diferenças em altura Recomendase a utilização de um grau de subresfriamento de 3C na entrada do dispositivo de expansão e que a perda de pressão total não ultrapasse 41 kPa 9 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Determinar o comprimento total da tubulação Especificar a velocidade do fluido refrigerante Calc lar o comprimento eq i alente das c r as entre o tros TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO LINHA DE LÍQUIDO Calcular o comprimento equivalente das curvas entre outros Calcular a perda de pressão na tubulação trechos retos e curvas entre outros Adicionar a perda de pressão devido aos acessórios Verificar se a perda de pressão total não supera o valor máximo recomendado Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 17 Obs É prática comum multiplicar o comprimento de tubo reto por um fator que varia de 15 a 5 a fim de contabilizar curvas e acessórios Engenharia Mecânica Ar Condicionado 15 2 2 2 Q f L D h P TUBULAÇÕES D diâmentro do tubulação Q capacidade frigorífica f fator de atrito de Darcy L comprimento da tubulação massa específica D é diretamente proporcional a L15 D é diretamente proporcional a Q15 D é inversamente a 15 afeta temp de sucção e condensação D é inversamente a h25 afeta temp de sucção e condensação D é i t P15 á i d d ã itid h variação de entalpia no evaporador P queda de pressão Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 18 D é inversamente a P15 máxima queda de pressão permitida 10 Engenharia Mecânica Ar Condicionado Ar Condicionado Exercícios Sugeridos McQuiston F C Parker J D and Spitler J D Heating Ventilating and Air Conditioning Analysis and Design 6 th Wiley Sons Inc 2005 Prof Dr Paulo Eduardo Lopes Barbieri CEFETMG Campus II 19