Sebenta · Executar a montagem de sistemas básicos de AVAC (UC01800)

Introdução

Um sistema de AVAC, aquecimento, ventilação e ar condicionado, é o que garante que uma casa, um escritório, uma superfície comercial ou um centro de dados mantêm a temperatura, a humidade e a qualidade do ar dentro de limites aceitáveis, durante o ano inteiro. Quando o sistema funciona bem, ninguém repara nele. Quando uma unidade não arranca num dia de calor, quando uma tubagem mal isolada pinga condensados sobre o teto de um cliente, ou quando um técnico manipula fluido frigorigéneo sem as normas de segurança, o problema deixa de ser invisível e passa a ser caro, ou perigoso.

Esta sebenta ensina a selecionar os componentes certos para um sistema básico de AVAC, a executar a montagem completa dessa instalação, desde a fixação das unidades até ao carregamento com fluido frigorigéneo, e a diagnosticar e reparar avarias quando algo corre mal. É trabalho tecnicamente exigente e legalmente regulado: a intervenção em equipamentos que contêm gases fluorados com efeito de estufa está sujeita a certificação obrigatória, nos termos do Decreto-Lei n.º 145/2017, de 30 de novembro. Um técnico de instalações elétricas que trabalha em AVAC não pode tratar esta parte como um extra opcional.

Objetivos de aprendizagem (referencial): selecionar os componentes de sistemas AVAC; executar a montagem dos componentes de sistemas AVAC; e diagnosticar e reparar avarias em sistemas AVAC, sempre considerando os requisitos de instalação, os esquemas da instalação, as regras técnicas e procedimentos de fixação dos componentes, e as normativas aplicáveis aos gases fluorados.

1. O ciclo frigorífico: princípio de funcionamento

Todo o sistema de AVAC de compressão de vapor, que é o tipo largamente dominante nas instalações residenciais e comerciais, funciona à volta do mesmo princípio físico: um fluido frigorigéneo muda de estado, líquido para gasoso e depois gasoso para líquido, absorvendo calor num sítio e libertando-o noutro.

O ciclo frigorífico básico tem quatro fases, sempre pela mesma ordem:

1. Compressão: o compressor aspira o fluido em estado gasoso, a baixa pressão e baixa temperatura, e comprime-o, elevando a sua pressão e a sua temperatura.
2. Condensação: o gás a alta pressão e alta temperatura entra no condensador, onde cede calor ao ambiente exterior (ar ou água) e muda de estado, passando a líquido a alta pressão.
3. Expansão: o líquido a alta pressão atravessa um dispositivo de expansão, que reduz bruscamente a sua pressão, e portanto a sua temperatura, sem que o fluido troque calor com o exterior nesse ponto.
4. Evaporação: o líquido a baixa pressão entra no evaporador, onde absorve calor do ar (ou da água) que se pretende arrefecer, e evapora, voltando ao estado gasoso a baixa pressão, o ponto onde o compressor volta a aspirá-lo.

O referencial exige o domínio dos princípios de funcionamento dos sistemas AVAC e a aptidão de identificar os princípios dos sistemas de AVAC, precisamente porque todo o resto desta UC, seleção de componentes, montagem e diagnóstico de avarias, só faz sentido a partir deste ciclo. Um técnico que não sabe explicar por que motivo a unidade exterior sopra ar quente não consegue, mais tarde, diagnosticar uma avaria de forma lógica: vai a tentar peças à sorte, em vez de raciocinar sobre o ciclo.

Aquecimento: a bomba de calor

Quando o mesmo circuito de compressão de vapor é equipado com uma válvula de inversão de ciclo, consegue trocar a função do condensador e do evaporador: o que era condensador (no exterior) passa a evaporador, e o que era evaporador (no interior) passa a condensador. O resultado é uma bomba de calor: o mesmo equipamento arrefece no verão e aquece no inverno, retirando calor do ar exterior, mesmo frio, e libertando-o dentro de casa. É por isso que a maioria dos sistemas AVAC domésticos e comerciais instalados atualmente são reversíveis, e não apenas equipamentos de frio.

2. Tipos de circuitos e tipos de fluidos

O referencial distingue dois grandes tipos de circuitos usados em AVAC, e a escolha entre eles determina praticamente toda a montagem seguinte.

Circuito de expansão direta

No circuito de expansão direta, o fluido frigorigéneo evapora diretamente em contacto (através de uma bateria de tubos e aletas) com o ar que se pretende climatizar. É o caso dos splits, multisplits e sistemas VRF: o fluido frigorigéneo circula desde a unidade exterior até à bateria de cada unidade interior, sem intermediários. A vantagem é a eficiência, porque há apenas uma troca de calor entre o fluido e o ar; a desvantagem é que a tubagem de fluido frigorigéneo tem de chegar a todos os locais a climatizar, o que limita as distâncias práticas.

Circuito de fluido secundário

No circuito de fluido secundário, o fluido frigorigéneo fica confinado a uma máquina central (um chiller), que arrefece ou aquece um fluido secundário, tipicamente água ou uma mistura de água e glicol. Esse fluido secundário é depois bombado por tubagem hidráulica até unidades terminais (fan-coils, unidades de tratamento de ar) que trocam calor com o ambiente. A vantagem é que se pode servir edifícios grandes e dispersos com apenas um ou poucos chillers, sem levar tubagem de fluido frigorigéneo a todo o edifício; a desvantagem é uma troca de calor adicional (fluido frigorigéneo para água, água para ar), que reduz ligeiramente a eficiência global.

Tipos de fluidos frigorigéneos

Os tipos de fluidos usados em AVAC classificam-se por duas propriedades críticas para a segurança: a toxicidade (classe A, baixa toxicidade, ou classe B, alta toxicidade) e a inflamabilidade (classe 1, não inflamável, 2L, ligeiramente inflamável, 2, inflamável, ou 3, altamente inflamável), segundo a norma ASHRAE 34.

Além da classe de segurança, cada fluido tem um potencial de aquecimento global (GWP, global warming potential), que mede o seu impacte no clima se libertado para a atmosfera, comparado com o CO₂. É este número que está a empurrar o setor para fluidos como o R-32 e o R-290, com GWP muito mais baixo do que o R-410A, e é a razão pela qual o Regulamento (UE) n.º 517/2014, conhecido como regulamento F-Gas, limita cada vez mais a colocação no mercado dos fluidos de GWP elevado.

3. Compressores, condensadores, evaporadores e dispositivos de expansão

A terceira realização desta UC começa por exigir que o técnico saiba caracterizar os componentes dos sistemas de AVAC. Os quatro componentes principais do ciclo têm variantes que é preciso conhecer para os selecionar corretamente.

Compressores

• Alternativos (a pistão): tecnologia mais antiga, robusta, hoje pouco usada em equipamento novo de pequena dimensão.
• Scroll: dois espirais, um fixo e um móvel, que comprimem o gás por redução progressiva do volume entre eles. Dominante em splits, multisplits e chillers de pequena e média dimensão, por ser silencioso, fiável e eficiente.
• Parafuso (screw): dois rotores helicoidais engrenados. Usado em chillers de maior capacidade.
• Centrífugos: aceleram o gás e convertem essa velocidade em pressão. Reservados a chillers de grande capacidade, tipicamente em edifícios de grande dimensão ou processos industriais.

Condensadores e evaporadores

Ambos são permutadores de calor: a diferença está no sentido da troca (o condensador liberta calor, o evaporador absorve-o) e, muitas vezes, no meio de troca.

• Arrefecidos a ar: bateria de tubos de cobre com aletas de alumínio, com um ventilador a forçar a passagem de ar. É a configuração mais comum em splits e na maioria dos chillers de pequena e média dimensão.
• Arrefecidos a água: permutadores de tubos e carcaça (shell and tube) ou de placas, usados em chillers de água, tipicamente ligados a uma torre de arrefecimento.

Dispositivos de expansão

• Tubo capilar: um tubo de diâmetro muito pequeno e comprimento calibrado que cria a perda de carga necessária. Simples e barato, mas fixo: não se ajusta a variações de carga térmica. Usado em equipamento de menor dimensão.
• Válvula de expansão termostática (VET): regula o caudal de fluido em função da temperatura de sobreaquecimento medida na saída do evaporador, através de um bulbo sensor. Ajusta-se a variações de carga.
• Válvula de expansão eletrónica (VEE): como a termostática, mas controlada eletronicamente por um controlador com sensores de temperatura e pressão, com maior precisão e capacidade de resposta.

4. Aparelhos de expansão direta e sistemas de fluido secundário

Este capítulo aprofunda os dois conhecimentos de referencial dedicados especificamente às famílias de equipamento mais instaladas.

Aparelhos de climatização de expansão direta

• Split (monosplit): uma unidade exterior ligada a uma única unidade interior.
• Multisplit: uma unidade exterior ligada a várias unidades interiores (normalmente até 5), cada uma com o seu próprio controlo, mas partilhando o compressor.
• VRF (variable refrigerant flow, fluxo de refrigerante variável): sistema de maior escala, com uma ou mais unidades exteriores a alimentar dezenas de unidades interiores, com controlo individual de caudal de fluido frigorigéneo por unidade através de válvulas de expansão eletrónicas dedicadas. Permite, em muitos modelos, que umas unidades estejam a arrefecer e outras a aquecer ao mesmo tempo, no mesmo circuito, recuperando calor entre zonas.

Chillers e sistemas de fluido secundário

Um chiller produz água (ou água glicolada) fria, tipicamente entre 6 e 12 °C, que é distribuída por tubagem hidráulica a unidades terminais:

• Fan-coils: pequenas baterias com ventilador, instaladas em cada espaço a climatizar, que recebem a água fria (ou quente, se o chiller for reversível ou existir caldeira em paralelo) e a colocam em contacto com o ar da sala.
• Unidades de tratamento de ar (UTA): equipamento de maior dimensão, tipicamente central, que trata o ar de todo um piso ou zona, incluindo filtragem, arrefecimento ou aquecimento, e por vezes humidificação.

5. Tubagem e isolamento térmico

A tubagem e o isolamento térmico são dois conhecimentos que o referencial trata separadamente, mas que na prática da montagem estão sempre juntos: uma tubagem mal isolada anula parte do trabalho de uma tubagem bem instalada.

Tubagem de fluido frigorigéneo

Em sistemas de expansão direta, a tubagem que liga a unidade exterior às unidades interiores é sempre em cobre para refrigeração, limpo e desidratado internamente de fábrica, vendido em rolos (tubo soft, para diâmetros pequenos) ou em varas (tubo hard, para diâmetros maiores). Cada instalação tem duas linhas distintas:

• Linha de líquido: transporta o fluido no estado líquido, a alta pressão, entre o condensador e o dispositivo de expansão. Diâmetro menor.
• Linha de gás (ou de aspiração): transporta o fluido no estado gasoso, a baixa pressão, entre o evaporador e o compressor. Diâmetro maior, porque o gás ocupa muito mais volume do que o líquido para a mesma massa.

As ligações fazem-se por brasagem (soldadura forte, com liga de cobre-fósforo ou cobre-fósforo-prata, a temperaturas muito acima da soldadura branda com estanho) ou por uniões roscadas cónicas (flare), mais usadas em ligações desmontáveis, como às válvulas de serviço das unidades. A brasagem faz-se sempre com purga de azoto a circular dentro do tubo durante a operação: sem essa purga, o oxigénio do ar oxida o interior do cobre a alta temperatura, criando um pó (óxido de cobre) que se solta mais tarde e obstrui filtros e válvulas de expansão.

Isolamento térmico

A linha de gás (aspiração), que transporta fluido frio, tem de ser sempre isolada com espuma elastomérica de célula fechada, normalmente em espessuras entre 9 e 19 mm dependendo do diâmetro do tubo e da humidade ambiente prevista. O isolamento cumpre duas funções, e é frequente esquecer a segunda:

1. Eficiência energética: reduz o ganho de calor do ambiente para o fluido frio, que reduziria a capacidade útil do sistema.
2. Prevenção de condensação: sem isolamento (ou com isolamento danificado, mal colado nas juntas, ou insuficiente para a humidade do local), a superfície fria do tubo faz condensar a humidade do ar ambiente, e essa água pinga, mancha tetos, apodrece madeiras e pode causar curto-circuitos em quadros elétricos próximos.

A linha de líquido, por transportar fluido a temperatura próxima da ambiente, normalmente não precisa de isolamento térmico, exceto em instalações onde atravessa zonas muito expostas ao sol, onde um isolamento fino ajuda a manter o rendimento.

6. Drenagem de condensados e suportes de fixação

Embora não conste como conhecimento isolado no referencial, a drenagem de condensados decorre diretamente da aptidão de efetuar montagens de unidades interiores e exteriores de AVAC: qualquer unidade que arrefece ar produz condensados, e um sistema que não os escoa corretamente falha na primeira semana de calor.

Drenagem de condensados

A água que se forma na bateria do evaporador (unidade interior, em modo de arrefecimento) acumula-se num tabuleiro de recolha e escoa por um tubo de dreno, normalmente em PVC ou em tubo flexível corrugado. As regras práticas são:

• Pendente mínima ao longo de todo o percurso, tipicamente na ordem de 1 a 2%, sem contrapendentes nem sifões acidentais formados por má fixação do tubo.
• Ligação a uma saída existente (rede de águas pluviais, caleira, ou ponto de descarga visível), nunca a canalizações de águas residuais sem sifão próprio, para evitar refluxo de odores.
• Bomba de condensados quando não é possível garantir pendente por gravidade até uma saída, por exemplo em instalações no interior de um edifício sem acesso direto ao exterior.
• Verificação final do escoamento, despejando água diretamente no tabuleiro e confirmando que sai sem acumular, antes de considerar a instalação concluída.

Suportes e fixação

A fixação das unidades cumpre sempre as regras técnicas do referencial de acordo com os requisitos de instalação e os esquemas da instalação AVAC:

• Unidade interior: fixada à parede ou ao teto com o suporte próprio do fabricante, nivelada, com ligeira inclinação para o lado do dreno para ajudar ao escoamento.
• Unidade exterior: fixada sobre suporte metálico ou base de betão, com amortecedores antivibráticos, nivelada, com espaço livre à volta suficiente para a circulação de ar exigida pelo fabricante, e nunca instalada de forma a que o ar de descarga de uma unidade seja aspirado por outra próxima.
• Fixação em fachada ou cobertura: sempre com ancoragens dimensionadas para o peso do equipamento e para a ação do vento no local, e com atenção especial a trabalhos em altura, tratados no capítulo 10.

7. Elementos de comando, proteção e controlo de funcionamento

Um sistema de AVAC não funciona apenas com o circuito frigorífico: precisa de elementos de comando e proteção e de tipos de controlo de funcionamento que decidem quando o compressor liga, quando desliga, e que o protegem de condições anormais.

Elementos de comando e proteção elétrica

• Contactor: liga e desliga a alimentação elétrica do compressor e dos ventiladores, comandado por um sinal de baixa tensão do controlo.
• Relé térmico / proteção de sobrecarga: desliga o compressor se a corrente exceder o valor nominal durante demasiado tempo, protegendo o motor de sobreaquecimento.
• Pressostato de alta pressão: corta o compressor se a pressão de condensação subir acima de um limite de segurança, geralmente por falta de arrefecimento no condensador (ventilador avariado, bateria obstruída).
• Pressostato de baixa pressão: corta o compressor se a pressão de aspiração descer abaixo de um limite, geralmente sinal de falta de carga de fluido ou de restrição na tubagem.
• Interruptor seccionador: corta toda a alimentação elétrica da unidade, obrigatório junto de cada equipamento para trabalhos de manutenção em segurança.

Tipos de controlo de funcionamento

• On/off simples: o compressor liga a 100% da capacidade e desliga, controlado por um termóstato com uma banda morta de temperatura.
• Inverter (velocidade variável): o compressor varia a sua velocidade de rotação para ajustar a capacidade à carga térmica real, em vez de ligar e desligar repetidamente. Reduz o consumo elétrico e o desgaste mecânico, e é hoje a norma em equipamento residencial e comercial de gama média e alta.
• Controlo por termóstato ambiente, comando remoto por infravermelhos ou integração com sistema de gestão técnica centralizada (BMS), este último tipicamente em instalações comerciais de maior dimensão, com programação horária e monitorização remota.

8. Seleção de componentes de sistemas AVAC

A primeira realização do referencial, selecionar os componentes de sistemas AVAC, apoia-se na aptidão de selecionar os materiais aplicados em sistemas de AVAC e exige que o técnico saiba justificar cada escolha, e não apenas montar o que lhe entregaram.

A seleção segue sempre uma sequência lógica:

1. Levantamento da carga térmica do espaço a climatizar (área, orientação, ocupação, equipamento existente), que determina a capacidade necessária, expressa em watts ou em BTU/h.
2. Escolha do tipo de sistema (expansão direta ou fluido secundário) em função da dimensão do edifício, do número de espaços a servir e da distância entre eles.
3. Escolha do equipamento concreto (marca, modelo, capacidade) que cumpra a carga térmica calculada, com uma margem de segurança razoável, nem subdimensionado nem excessivamente sobredimensionado.
4. Escolha do fluido frigorigéneo, hoje já definida pelo fabricante do equipamento, mas relevante para prever os requisitos de segurança e de certificação do técnico que vai intervir.
5. Escolha dos materiais de instalação: diâmetro e tipo de tubagem, espessura de isolamento, tipo de suporte, tipo de tubo de dreno, todos coerentes com o equipamento escolhido e com as condições do local.

9. Executar a montagem: sequência completa da instalação

A segunda realização, executar a montagem dos componentes de sistemas AVAC, junta tudo o que foi visto até aqui numa sequência de trabalho, sempre considerando os requisitos de instalação e os esquemas da instalação AVAC, e cumprindo as regras técnicas e procedimentos de instalação e fixação dos componentes.

Sequência de montagem

1. Preparação do local: confirmar o esquema da instalação, marcar posições das unidades, confirmar acessos e condições de segurança (incluindo trabalhos em altura, se aplicável).
2. Fixação das unidades: montar suportes e fixar unidade interior e unidade exterior, conforme descrito no capítulo 6.
3. Instalação da tubagem: cortar, curvar e ligar a tubagem de cobre entre as unidades, com as ligações por brasagem ou flare, respeitando os percursos definidos no esquema.
4. Isolamento: aplicar o isolamento térmico na linha de gás (e na linha de líquido, se necessário), incluindo nas curvas e nas ligações, sem deixar troços descobertos.
5. Instalação da drenagem de condensados, com a pendente e a saída definidas.
6. Ligações elétricas: cablagem de potência e de comando entre as unidades, sempre com a alimentação desligada no quadro, e com o interruptor seccionador instalado.
7. Teste de estanquidade: pressurizar o circuito com azoto seco a uma pressão definida pelo fabricante, e verificar, com espuma de deteção de fugas ou detetor eletrónico, todas as ligações feitas em obra.
8. Vácuo: com o circuito estanque confirmado, extrair todo o ar e a humidade do interior do circuito com uma bomba de vácuo, até um nível baixo de pressão (na ordem das centenas de mícron, valor indicado pelo fabricante), e confirmar que a pressão se mantém estável durante algum tempo depois de parar a bomba, sinal de que não há fugas nem humidade residual a evaporar.
9. Abertura das válvulas de serviço para libertar a carga de fluido frigorigéneo pré-cargada na unidade exterior (a maioria dos splits vem já com carga de fábrica para um comprimento de tubagem padrão).
10. Carregamento de fluido adicional, se o comprimento real da tubagem exceder o comprimento padrão do fabricante, seguindo a aptidão de efetuar carregamento de sistemas AVAC com fluido frigorígeno.
11. Testar o funcionamento, confirmando arranque, temperaturas de trabalho, ausência de ruídos anormais e escoamento correto de condensados, cumprindo a aptidão de testar o funcionamento de sistemas de AVAC.

Carregamento e verificação

O carregamento de fluido, quando necessário, faz-se sempre pesando a garrafa (por massa, com uma balança de precisão), nunca "a olho" ou por tempo de abertura da válvula. Depois do carregamento, verifica-se o correto funcionamento medindo:

• Sobreaquecimento (a diferença entre a temperatura real do gás na aspiração e a temperatura de saturação correspondente à pressão medida), sobretudo relevante em sistemas com tubo capilar ou orifício fixo.
• Subarrefecimento (a diferença equivalente do lado da linha de líquido), sobretudo relevante em sistemas com válvula de expansão termostática ou eletrónica.

Estes dois valores, comparados com as tabelas do fabricante, dizem se a carga está correta, insuficiente ou excessiva, tema que o capítulo seguinte desenvolve a propósito do diagnóstico de avarias.

10. Diagnosticar e reparar avarias em sistemas AVAC

A terceira realização, diagnosticar e reparar avarias em sistemas AVAC, exige raciocínio sobre o ciclo frigorífico explicado no capítulo 1: cada sintoma tem, tipicamente, uma ou duas causas mais prováveis.

Exemplo resolvido: diagnóstico passo a passo

Um cliente reporta que o ar condicionado "já não arrefece como antes". O técnico verifica:

1. Sintomas reportados: arrefecimento fraco, unidade a funcionar continuamente sem desligar.
2. Medições: pressão de aspiração baixa, temperatura de sobreaquecimento acima do valor de referência do fabricante.
3. Interpretação: pressão baixa e sobreaquecimento alto, em conjunto, apontam para falta de fluido frigorigéneo, não para um problema elétrico ou de controlo.
4. Procura da causa: inspeção visual das ligações e da tubagem visível não revela nada; usa-se um detetor eletrónico de fugas nas uniões e encontra-se uma pequena fuga numa ligação flare mal apertada na unidade interior.
5. Reparação: recupera-se o fluido restante (nunca se liberta fluido frigorigéneo para a atmosfera), reaperta-se ou substitui-se a ligação, faz-se novo teste de estanquidade e vácuo, e recarrega-se o sistema com a quantidade correta, pesada.
6. Confirmação: mede-se de novo o sobreaquecimento, agora dentro dos valores esperados, e testa-se o funcionamento durante tempo suficiente para confirmar que o compressor deixou de funcionar em contínuo.

Este exemplo mostra o princípio geral do diagnóstico: medir antes de decidir, e só depois de confirmada a causa, intervir. Substituir peças por tentativa e erro, sem medir pressões e temperaturas, custa tempo e material sem necessidade, e pode até mascarar a causa real durante algum tempo.

11. Regulamentos, segurança e atitudes profissionais

O referencial exige o domínio dos regulamentos e normas de segurança e a aptidão de identificar as normas aplicáveis aos sistemas de AVAC, e a UC associa-se sempre à aptidão de aplicar isolamentos com segurança e conformidade normativa.

O quadro legal dos gases fluorados

A intervenção em equipamentos de refrigeração fixos, ar condicionado fixo, bombas de calor fixas e unidades de refrigeração de veículos que contenham gases fluorados com efeito de estufa está sujeita a certificação obrigatória, nos termos do Decreto-Lei n.º 145/2017, de 30 de novembro, que assegura a execução na ordem jurídica interna do Regulamento (UE) n.º 517/2014. Isto significa, na prática, que um técnico não certificado não pode, legalmente, carregar, recuperar ou intervir em circuitos com fluido frigorigéneo em equipamento profissional, mesmo que tecnicamente saiba fazê-lo. A certificação, os registos de intervenções e a proibição de libertar fluido para a atmosfera fazem parte das obrigações centrais deste regime.

Segurança no manuseamento de fluidos frigorigéneos

• Nunca libertar fluido frigorigéneo para a atmosfera; usar sempre equipamento de recuperação quando é preciso esvaziar um circuito.
• Garrafas de fluido sempre na posição correta (de pé, salvo indicação contrária do fabricante), afastadas de fontes de calor e da luz solar direta.
• Uso de equipamentos de proteção individual adequados ao manuseamento de gases fluorados: luvas resistentes ao frio (o fluido líquido a expandir pode causar queimaduras por frio, "queimaduras frigorigénicas", no contacto com a pele) e proteção ocular.
• Ventilação do local de trabalho ao manusear grandes quantidades de fluido, especialmente fluidos de classe 2L, 2 ou 3 (ligeiramente ou totalmente inflamáveis).

Segurança elétrica e trabalhos em altura

• Corte e verificação da ausência de tensão antes de qualquer intervenção elétrica, com o interruptor seccionador da unidade.
• Uso de equipamentos de medidas elétricas (multímetro, pinça amperimétrica) para confirmar valores antes e depois da intervenção, nunca "a sentir".
• Em unidades exteriores instaladas em fachada, telhado ou cobertura, uso de equipamento de proteção contra quedas em altura (arnês, linha de vida, andaimes ou plataformas certificadas), e nunca trabalhar em altura sozinho sem supervisão ou comunicação com outra pessoa.
• Uso das ferramentas e utensílios manuais e das ferramentas elétricas de furação e fixação de acordo com as instruções do fabricante, e nunca com proteções removidas.

Atitudes profissionais

O referencial associa a esta UC atitudes que atravessam todo o trabalho descrito: autonomia no âmbito das próprias funções; responsabilidade pelas próprias ações, sobretudo relevante quando se manuseiam fluidos regulados e trabalhos em altura; sentido de organização no planeamento da sequência de montagem; rigor nas medições de pressão, temperatura e carga de fluido; cooperação com a equipa, essencial em instalações de maior dimensão; sentido crítico para questionar um sintoma antes de assumir a primeira explicação; resolução de problemas no diagnóstico de avarias; empenho; e respeito pelas regras e normas definidas, sobretudo as que têm força legal, como a certificação de gases fluorados.

Erros comuns

• Ligar o sistema sem fazer vácuo, ou fazê-lo por tempo insuficiente, deixando humidade e ar dentro do circuito.
• Carregar fluido "a olho" ou por tempo, em vez de pesar a quantidade exata na balança de precisão.
• Confundir sobreaquecimento com subarrefecimento ao diagnosticar excesso ou falta de carga, ou usar o critério errado para o tipo de dispositivo de expansão instalado.
• Instalar a tubagem de dreno sem pendente, ou com contrapendentes acidentais por má fixação.
• Isolar apenas a linha de gás visível e esquecer troços em curvas ou dentro de paredes, deixando pontes térmicas que condensam.
• Anular pressostatos de segurança para o equipamento "não desligar tanto", em vez de investigar a causa do disparo.
• Libertar fluido frigorigéneo para a atmosfera ao esvaziar um circuito, em vez de o recuperar, o que é também uma infração ao regime legal dos gases fluorados.
• Trabalhar em altura sem equipamento de proteção contra quedas, por pressa ou por a tarefa parecer "rápida".
• Diagnosticar por tentativa e erro, substituindo peças sem medir pressões e temperaturas primeiro.
• Sobredimensionar o equipamento "para garantir", ignorando o efeito negativo dos ciclos curtos na durabilidade e na desumidificação.

Glossário

• AVAC: aquecimento, ventilação e ar condicionado.
• Ciclo frigorífico: sequência de compressão, condensação, expansão e evaporação de um fluido frigorigéneo, que retira calor de um espaço e o liberta noutro.
• Compressor: componente que eleva a pressão e a temperatura do fluido frigorigéneo em estado gasoso.
• Condensador: permutador de calor onde o fluido frigorigéneo liberta calor e muda de gás para líquido.
• Evaporador: permutador de calor onde o fluido frigorigéneo absorve calor e muda de líquido para gás.
• Dispositivo de expansão: componente (tubo capilar, válvula termostática ou eletrónica) que reduz a pressão do fluido líquido antes do evaporador.
• Expansão direta: circuito em que o fluido frigorigéneo troca calor diretamente com o ar a climatizar.
• Fluido secundário: água ou mistura de água e glicol usada para transportar frio ou calor de um chiller até unidades terminais.
• Chiller: máquina que produz água fria (ou quente) através de um circuito de compressão de vapor.
• VRF: sistema de fluxo de refrigerante variável, com controlo individual de caudal por unidade interior.
• Fluido frigorigéneo: substância que circula no ciclo frigorífico, mudando de estado para transportar calor.
• GWP: potencial de aquecimento global de um fluido, comparado com o CO₂.
• Sobreaquecimento: diferença entre a temperatura real do gás na aspiração e a temperatura de saturação correspondente à pressão medida.
• Subarrefecimento: diferença equivalente do lado da linha de líquido, entre a temperatura real e a de saturação.
• Brasagem: soldadura forte de tubagem de cobre, feita com purga de azoto para evitar oxidação interna.
• Pressostato: dispositivo de segurança que corta o compressor quando a pressão sai dos limites definidos.
• Vácuo (num circuito frigorífico): extração de ar e humidade do circuito antes do carregamento de fluido.
• Certificação de gases fluorados: habilitação legal obrigatória, ao abrigo do Decreto-Lei n.º 145/2017, para intervir em equipamentos com fluidos fluorados.

Síntese

Um sistema básico de AVAC assenta sempre no mesmo ciclo frigorífico: compressão, condensação, expansão e evaporação. Sobre esse princípio constroem-se dois tipos de circuitos, expansão direta e fluido secundário, com componentes característicos, compressores, condensadores, evaporadores e dispositivos de expansão, em variantes que se selecionam em função da carga térmica e da dimensão da instalação. A montagem segue sempre a mesma sequência lógica: fixação, tubagem, isolamento, drenagem, ligações elétricas, teste de estanquidade, vácuo e carregamento de fluido, verificado por sobreaquecimento e subarrefecimento. Quando algo falha, o diagnóstico de avarias parte sempre do ciclo frigorífico e de medições concretas, nunca de tentativa e erro. E todo este trabalho decorre sob regulamentos e normas de segurança com força legal, sobretudo a certificação obrigatória para intervir em equipamentos com gases fluorados, e sob atitudes profissionais de rigor, responsabilidade e sentido crítico que protegem tanto o cliente como o próprio técnico.

Exercícios resolvidos

1. Numa unidade split a arrefecer, explica por que motivo a unidade exterior sopra ar quente, mesmo estando a "fazer frio" na sala.

Resolução: a unidade interior contém o evaporador, onde o fluido frigorigéneo absorve calor do ar da sala; esse calor não desaparece, é transportado pelo fluido até à unidade exterior, onde é libertado no condensador para o ar exterior. O ar quente que sai da unidade exterior é precisamente o calor retirado da sala, mais o calor de compressão adicionado pelo compressor.

2. Um técnico mede, num sistema com válvula de expansão termostática, sobreaquecimento muito acima do valor de referência do fabricante e pressão de aspiração baixa. O que é mais provável, falta ou excesso de fluido frigorigéneo, e porquê?

Resolução: é mais provável falta de fluido (ou uma restrição na tubagem). Sobreaquecimento alto significa que o gás está a chegar ao compressor mais aquecido do que devia em relação à sua pressão de saturação, sinal de que o evaporador não tem fluido suficiente a evaporar ao longo de todo o seu comprimento; a pressão de aspiração baixa confirma esta leitura, porque há pouco fluido em circulação.

3. Porque é obrigatório fazer purga de azoto durante a brasagem de tubagem de cobre num circuito frigorífico?

Resolução: sem purga de azoto, o oxigénio presente dentro do tubo reage com o cobre às temperaturas elevadas da brasagem, formando óxido de cobre (um pó preto). Esse pó solta-se mais tarde, circula com o fluido frigorigéneo e obstrui filtros e, sobretudo, o orifício estreito de válvulas de expansão ou tubos capilares, reduzindo ou bloqueando o caudal de fluido.

4. Um circuito frigorífico é montado, testado à estanquidade, e colocado em vácuo apenas durante dois minutos "para não perder tempo", antes de se abrir a válvula de serviço para libertar a carga de fábrica. Que problema é provável surgir, e quando?

Resolução: dois minutos de vácuo não são suficientes para remover a humidade residual do interior do circuito (só remove ar rapidamente, não a humidade que se evapora mais lentamente das superfícies internas). Essa humidade reage com o fluido frigorigéneo e com o óleo do compressor, formando ácidos que corroem o interior do sistema. O problema não aparece de imediato: surge tipicamente meses depois, como uma avaria grave e cara no compressor, difícil de relacionar, à primeira vista, com um vácuo mal feito na instalação.

5. Um sótão não climatizado, com humidade elevada no verão, foi isolado com espuma elastomérica de 9 mm na linha de gás, e meses depois aparece condensação a pingar do tubo. O que correu mal, e qual seria a correção?

Resolução: a espessura de isolamento escolhida (9 mm) era insuficiente para as condições de temperatura e humidade daquele local; a superfície do isolamento continuou suficientemente fria para condensar a humidade do ar ambiente. A correção passa por substituir o isolamento por uma espessura maior, por exemplo 19 mm, adequada à combinação de calor e humidade do sótão, e confirmar que todas as juntas e curvas ficam também isoladas, sem troços descobertos.