Fabricar carros sempre foi um desafio e criar modelos diferentes é mais desafiador ainda porque, a partir de um tipo é possível criar variações mantendo a mesma motorização. É justamente dentro destas opções de compra que se destaca o conforto oferecido pelo sistema de controle de temperatura da cabine.
Com cinco componentes principais, o sistema de ar-condicionado tem contribuído continuamente com as vendas de automóveis por sua particularidade de permitir aos usuários o controle pleno de temperatura do ambiente interno dos veículos.
O princípio da refrigeração na cabine de um veículo ocorre com o calor que é transferido de uma região de baixa temperatura para outra de alta, devido à diferença de pressão que propicia o resfriamento ao passar pelos componentes deste sistema que foi implantado na década de 1960.
Observando o diagrama de funcionamento do ar-condicionado e considerando que o movimento do compressor inicia o processo que leva ao resfriamento da cabine, temos o evaporador, filtro secador, válvula de expansão e o condensador que compõem os cinco componentes principais do sistema de refrigeração.
Este conjunto de componentes principais está dividido em duas regiões de pressão:
• Lado de alta pressão é composto pelo condensador e pelo filtro secador;
• Lado de baixa pressão é composto pelo evaporador do ar-condicionado e o ponto de divisão entre os cortes de alta e baixa pressão ocorre através do compressor e da válvula de expansão.
Vamos entender as funções de cada componente do sistema de ar-condicionado.
Compressor
O compressor do ar-condicionado pode ser considerado como o coração do sistema de ar-condicionado, pois ele recebe o vapor refrigerante da linha de sucção, comprime e este vapor comprimido tem a sua temperatura elevada que é normalmente duas vezes e meia mais alta do que a temperatura do ar externo.
Obedecendo a Lei da Termodinâmica, o calor sempre flui do quente para o frio, por isso o refrigerante deve ser muito mais quente do que o ar externo para poder retirar o calor do sistema. Outra tarefa importante do compressor de ar-condicionado é gerar o fluxo de gás refrigerante no sistema.
Condensador
O vapor quente de alta pressão gerado pelo compressor circula pela serpentina de condensação. O condensador é como o evaporador, só que nesta etapa o calor é transferido para o ambiente e dentro da serpentina de condensação o vapor quente flui de cima para baixo e por uma razão bem simples, na natureza e pela Lei da física, o ar quente é mais leve e o ar mais frio é mais pesado e obedecendo esta lei, o sistema de refrigeração fica mais eficiente.
Apenas para ilustrar, observe a montagem das mangueiras de um radiador de arrefecimento do motor.
Como o gás refrigerante está em uma temperatura muito mais alta do que a temperatura ambiente, ele esfria ao passar pela serpentina do condensador e quando o gás refrigerante superaquecido atinge a parte inferior do condensador, ele esfria o suficiente para se transformar novamente em líquido, este processo é conhecido como subresfriamento.
Conforme o gás refrigerante se condensa e passa para a forma líquida liberando o calor, a temperatura externa do tubo da serpentina torna-se muito alta e com a ajuda do ventilador do radiador, o calor é transferido do sistema para o meio ambiente.
Observe que todo condensador está montado na parte mais exposta ao ambiente para melhorar a sua eficiência, visto que o gás refrigerante está muito quente, logo a máxima área de superfície precisa ser exposta para garantir o resfriamento de forma mais rápida.
Filtro secador
Este componente fica localizado na região de alta pressão do sistema, conectado diretamente ao condensador ou no encanamento entre a saída do condensador e a entrada da válvula de expansão.
Este componente possui três funções muito importantes:
• Atua como recipiente de armazenamento de refrigerante extra durante os períodos de baixa demanda de resfriamento.
• Atua como filtro que retém contaminantes em suspensão dentro do sistema de ar-condicionado.
• Possui um invólucro com material dessecante para absorver a umidade que pode estar presente no sistema, o que justifica o seu nome, filtro secador.
Válvula de expansão
O dispositivo de expansão é necessário para gerar a diferença de pressão para que o refrigerante líquido se transforme em gás. O dispositivo de expansão cria uma queda de pressão ao restringir o fluxo de refrigerante ao redor do sistema.
A redução do fluxo de refrigerante faz com que o compressor evacue parcialmente um lado do sistema. Este vazio de baixa pressão é chamado de lado da sucção ou lado baixo do sistema.
Evaporador
Um evaporador é um dispositivo de troca de calor no ciclo de refrigeração, só que ele faz o processo inverso do condensador.
O refrigerante líquido, saindo da válvula de expansão e entrando no evaporador, está em temperatura e pressão mais baixas, ao passar pelas serpentinas do evaporador, o refrigerante absorve o calor do ar que é soprado através das serpentinas e é convertido em vapor de baixa temperatura e baixa pressão.
O refrigerante líquido flui da parte baixa para o topo das serpentinas do evaporador, (veja a diferença que ocorre no condensador), para garantir que o refrigerante líquido passe para o estado gasoso antes de sair das serpentinas do evaporador.
Resumindo, o evaporador absorve calor, promove a mudança do fluido refrigerante em gás e o ar soprado através da serpentina fica mais frio ao transferir o calor do interior da cabine, deixando o ambiente interno refrigerado.
A grande transformação ocorreu dentro dos veículos no painel de controle, que inicialmente era mecânico, evoluiu para automático e já dispomos de sistemas de controle totalmente digitais.
Além dos veículos antigos que eram equipados com ar-condicionado com controles mecânicos, ainda é possível encontrar no mercado kits de instalação de ar-condicionado para adaptações que mantêm os controles mecânicos, que são compostos basicamente por um botão para ligar e desligar e um outro para controlar a velocidade da ventilação que normalmente parte da velocidade 1 e vai até a velocidade 3.
Ainda existem muitos veículos em que ocupantes têm que viajar com um único ajuste de temperatura, isso gera discussões, pois alguns acham que está frio de congelar, enquanto outros reclamam que está quente.
Para amenizar esta situação, foi desenvolvido o controle automático do ar-condicionado que tem a capacidade de monitorar e controlar a temperatura da cabine do veículo sem a intervenção manual.
Os ocupantes do veículo ajustam a temperatura desejada e o sistema de controle do ar-condicionado faz os ajustes eletronicamente da temperatura e da umidade e mantém estas condições enquanto o sistema estiver ativado.
Esta tecnologia eliminou a intervenção das pessoas para regular a temperatura da cabine ligando e desligando o ar-condicionado ou deslizando o controle de temperatura quente ou fria.
