UC01800

Executar a montagem de sistemas básicos de AVAC

Selecionar componentes, montar instalações e diagnosticar avarias em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado

Técnico/a de Instalações Elétricas · 50h · Energia e Eletricidade

Plano

  1. O ciclo frigorífico
  2. Tipos de circuitos e de fluidos
  3. Compressores, condensadores, evaporadores, expansão
  4. Expansão direta e fluido secundário
  5. Tubagem e isolamento térmico
  6. Drenagem de condensados e fixação
  7. Comando, proteção e controlo
  8. Selecionar os componentes
  9. Executar a montagem
  10. Diagnosticar e reparar avarias
  11. Regulamentos, segurança e atitudes

Bloco 1 · O ciclo frigorífico

As quatro fases do ciclo

  1. Compressão: gás a baixa pressão sobe de pressão e temperatura.
  2. Condensação: gás a alta pressão liberta calor e passa a líquido.
  3. Expansão: líquido perde pressão (e temperatura) sem troca de calor.
  4. Evaporação: líquido a baixa pressão absorve calor e passa a gás.

O fluido frigorigéneo repete este ciclo sem parar, enquanto o compressor trabalha.

Porque a unidade exterior sopra ar quente

Numa unidade split a arrefecer:

  • Unidade interior: tem o evaporador, absorve calor da sala.
  • Unidade exterior: tem o compressor e o condensador, liberta esse calor no exterior.

O ar quente que sai da unidade exterior é o calor retirado da sala, mais o calor do próprio compressor.

Aquecimento: a bomba de calor

  • A válvula de inversão de ciclo troca a função do condensador e do evaporador.
  • O que era condensador (exterior) passa a evaporador; o que era evaporador (interior) passa a condensador.
  • O equipamento retira calor do ar exterior, mesmo frio, e liberta-o dentro de casa.

A maioria dos sistemas AVAC atuais são reversíveis: arrefecem e aquecem com o mesmo circuito.

Bloco 2 · Tipos de circuitos e de fluidos

Expansão direta vs fluido secundário

  • Expansão direta: o fluido frigorigéneo evapora em contacto direto com o ar a climatizar (splits, multisplits, VRF).
  • Fluido secundário: um chiller arrefece água (ou água glicolada), que é bombada até fan-coils ou UTA.

Regra prática: tubagem de cobre isolada até cada espaço é expansão direta; central técnica com chiller e tubagem hidráulica é fluido secundário.

Tipos de fluidos frigorigéneos

Fluido Classe Uso típico
R-410A A1 Splits, multisplits
R-32 A2L Equipamento recente, menor GWP
R-290 (propano) A3 Baixa carga, cuidado com inflamabilidade
R-744 (CO₂) A1 Aplicações comerciais eficientes

Classificação por toxicidade (A/B) e inflamabilidade (1/2L/2/3), norma ASHRAE 34.

Bloco 3 · Compressores, permutadores, expansão

Tipos de compressores

  • Alternativo: tecnologia antiga, pouco usada em equipamento novo pequeno.
  • Scroll: dois espirais, silencioso e eficiente. Dominante em splits e chillers pequenos/médios.
  • Parafuso: dois rotores helicoidais. Chillers de maior capacidade.
  • Centrífugo: acelera o gás para gerar pressão. Chillers de grande capacidade.

Condensadores, evaporadores e expansão

  • Condensador / evaporador: permutadores de calor, arrefecidos a ar (bateria + ventilador) ou a água.
  • Tubo capilar: fixo, simples, para equipamento pequeno.
  • Válvula de expansão termostática: ajusta-se ao sobreaquecimento medido.
  • Válvula de expansão eletrónica: controlo eletrónico, mais precisa.

Bloco 4 · Expansão direta e fluido secundário

Splits, multisplits e VRF

  • Split: uma unidade exterior, uma interior.
  • Multisplit: uma unidade exterior, várias interiores (até cerca de 5), compressor partilhado.
  • VRF: fluxo de refrigerante variável, controlo individual por unidade, pode recuperar calor entre zonas.

Chillers, fan-coils e UTA

  • Chiller: produz água fria (tipicamente 6 a 12 °C), arrefecido a ar ou a água.
  • Fan-coil: bateria com ventilador em cada espaço, recebe água fria ou quente.
  • UTA: trata o ar de todo um piso ou zona, com filtragem e, por vezes, humidificação.

Bloco 5 · Tubagem e isolamento térmico

Linha de líquido e linha de gás

  • Linha de líquido: fluido a alta pressão, diâmetro menor.
  • Linha de gás (aspiração): fluido a baixa pressão, diâmetro maior.
  • Ligações por brasagem (com purga de azoto) ou por flare (uniões desmontáveis).

Sem purga de azoto na brasagem, o oxigénio oxida o interior do tubo e o pó resultante obstrui filtros e válvulas.

Isolamento térmico: as duas funções

  1. Eficiência energética: reduz o ganho de calor que reduziria a capacidade útil do sistema.
  2. Prevenção de condensação: evita que a superfície fria do tubo faça condensar a humidade do ar.

A espessura certa depende da humidade e da temperatura do local, não é sempre a mesma.

Bloco 6 · Drenagem de condensados e fixação

Drenagem de condensados

  • Pendente mínima (cerca de 1 a 2%), sem contrapendentes acidentais.
  • Ligação a saída existente, nunca a esgoto sem sifão próprio.
  • Bomba de condensados quando não há pendente por gravidade possível.
  • Testar sempre despejando água no tabuleiro antes de terminar a instalação.

Fixação das unidades

  • Interior: nivelada, ligeira inclinação para o lado do dreno.
  • Exterior: suporte com amortecedores antivibráticos, espaço livre à volta para circulação de ar.
  • Nunca instalar de forma a que o ar de descarga de uma unidade seja aspirado por outra.
  • Em fachada ou cobertura, ancoragens dimensionadas para peso e vento do local.

Bloco 7 · Comando, proteção e controlo

Elementos de comando e proteção

  • Contactor: liga/desliga a alimentação do compressor e ventiladores.
  • Relé térmico: protege o motor de sobrecarga.
  • Pressostato de alta / baixa pressão: corta o compressor fora dos limites de segurança.
  • Interruptor seccionador: corta toda a alimentação para trabalhos de manutenção.

Tipos de controlo de funcionamento

  • On/off simples: liga a 100% ou desliga, controlado por termóstato.
  • Inverter: varia a velocidade do compressor para ajustar à carga térmica real.
  • BMS: integração com sistema de gestão técnica centralizada, em instalações comerciais maiores.

O inverter reduz consumo e desgaste mecânico, e é hoje a norma em equipamento de gama média e alta.

Bloco 8 · Selecionar os componentes

A sequência de seleção

  1. Levantamento da carga térmica do espaço.
  2. Escolha do tipo de sistema (expansão direta ou fluido secundário).
  3. Escolha do equipamento concreto com margem de segurança razoável.
  4. Escolha do fluido frigorigéneo (definida pelo fabricante).
  5. Escolha dos materiais de instalação coerentes com o equipamento e o local.

Exemplo resolvido: dimensionar um escritório

Escritório de 25 m², boa orientação, três postos de trabalho. Estimativa grosseira: 100 a 130 W/m².

25 × 100 = 2.500 W, 25 × 130 = 3.250 W → um split de 3.500 W cobre com margem razoável.

Escolher um de 7.000 W "para sobrar" é pior: ciclos curtos desgastam o compressor e desumidificam mal.

Bloco 9 · Executar a montagem

A sequência completa, passo a passo

  1. Preparação do local e confirmação do esquema.
  2. Fixação das unidades.
  3. Instalação da tubagem.
  4. Isolamento térmico.
  5. Drenagem de condensados.
  6. Ligações elétricas.

A sequência completa, passos finais

  1. Teste de estanquidade com azoto seco.
  2. Vácuo, até nível baixo estável.
  3. Abertura das válvulas de serviço (carga de fábrica).
  4. Carregamento de fluido adicional, se necessário, pesado na balança.
  5. Testar o funcionamento: arranque, temperaturas, ruídos, escoamento.

Sobreaquecimento e subarrefecimento

  • Sobreaquecimento: diferença entre temperatura real do gás na aspiração e a de saturação. Relevante com tubo capilar.
  • Subarrefecimento: diferença equivalente na linha de líquido. Relevante com válvula de expansão.

Comparados com as tabelas do fabricante, dizem se a carga está correta, insuficiente ou excessiva.

Bloco 10 · Diagnosticar e reparar avarias

Sintomas e causas mais prováveis

Sintoma Causa provável
Não arrefece, compressor não arranca Falha elétrica, pressostato disparado
Sobreaquecimento alto Falta de carga de fluido, restrição
Sobreaquecimento baixo/negativo Excesso de carga, VET/VEE avariada
Gelo no evaporador Falta de caudal de ar, falta de fluido
Ciclos curtos Sobredimensionado, pressostato a disparar

Exemplo resolvido: diagnóstico passo a passo

"Já não arrefece como antes." Pressão de aspiração baixa, sobreaquecimento alto.

  1. Interpretação: aponta para falta de fluido.
  2. Deteção de fugas: encontra-se fuga numa ligação flare mal apertada.
  3. Recupera-se o fluido restante, repara-se a ligação.
  4. Novo teste de estanquidade, vácuo, recarga pesada.
  5. Confirma-se sobreaquecimento dentro dos valores esperados.

Bloco 11 · Regulamentos, segurança e atitudes

Certificação de gases fluorados

Intervir em equipamentos com gases fluorados exige certificação obrigatória, pelo Decreto-Lei n.º 145/2017, que assegura a execução na ordem jurídica interna do Regulamento (UE) n.º 517/2014.

  • Proibido libertar fluido para a atmosfera: usar sempre recuperação.
  • Obrigação de registo das intervenções.
  • Aplica-se a AVAC fixo, bombas de calor fixas e refrigeração de veículos.

Segurança: fluidos, eletricidade e altura

  • Fluidos: EPI (luvas resistentes ao frio, proteção ocular), garrafas na posição correta, ventilação com fluidos inflamáveis.
  • Eletricidade: corte e verificação de ausência de tensão, uso de multímetro e pinça amperimétrica.
  • Altura: arnês, linha de vida, andaimes certificados, nunca trabalhar sozinho sem supervisão.

Recapitulando

  • O ciclo frigorífico (compressão, condensação, expansão, evaporação) explica todo o resto.
  • Selecionar parte da carga térmica, não do equipamento que está à mão.
  • Montar segue sempre a mesma sequência: fixação, tubagem, isolamento, dreno, elétrica, vácuo, carga, teste.
  • Diagnosticar parte de medições reais, nunca de tentativa e erro.
  • Tudo isto sob regulamentos com força legal, sobretudo a certificação de gases fluorados.

Próximo: fichas de trabalho e mini-projeto, montar e diagnosticar um sistema AVAC do princípio ao fim.

NOTAS DO PROFESSOR - Desenhar o ciclo no quadro como um circuito fechado com quatro caixas, e percorrê-lo com a turma antes de nomear os componentes. - Erro comum: os alunos pensam que o fluido "desaparece" ou é "gasto". Insistir que é sempre o mesmo fluido, em ciclo fechado. - Pergunta: em qual das quatro fases o fluido absorve calor do ambiente que queremos arrefecer? (evaporação).

NOTAS DO PROFESSOR - Este é o exemplo mais eficaz para fixar o ciclo: quase todos os alunos já sentiram o ar quente da unidade exterior. - Erro comum: assumir que a unidade exterior "produz frio". É a interior que produz frio; a exterior expulsa o calor. - Exercício rápido: perguntar o que sairia da unidade exterior se o sistema estivesse em modo de aquecimento (ar frio, porque a função inverte).

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar: mesmo com ar exterior frio, há sempre calor a extrair (o ar só está a 0 °C absoluto quando não há mais nada a retirar, o que nunca acontece na prática portuguesa). - Erro comum: pensar que uma bomba de calor é "outro equipamento". É o mesmo circuito frigorífico com uma válvula adicional. - Pergunta: que componente muda de função entre o modo de frio e o modo de calor? (condensador e evaporador trocam de papel).

NOTAS DO PROFESSOR - Pedir à turma para identificar, em edifícios que conhecem (escola, casa, centro comercial), qual dos dois tipos está instalado. - Erro comum: confundir "água" no sistema com "não ser AVAC". A água é só o fluido secundário; o ciclo frigorífico continua a existir dentro do chiller. - Exemplo: um hotel de grande dimensão usa quase sempre fluido secundário, porque é impraticável levar tubagem de cobre a centenas de quartos.

NOTAS DO PROFESSOR - Explicar que o número depois da letra A ou B (1, 2L, 2, 3) é sempre inflamabilidade crescente. - Erro comum: pensar que todos os fluidos são "iguais, só a marca muda". As classes de segurança mudam mesmo os procedimentos de trabalho (ventilação, EPI). - Ligar ao GWP: o regulamento F-Gas está a empurrar o mercado do R-410A (GWP alto) para o R-32 (GWP menor).

NOTAS DO PROFESSOR - Trazer, se possível, uma imagem ou vídeo curto do movimento interno de um compressor scroll, é o mais difícil de visualizar mentalmente. - Erro comum: achar que "compressor maior é sempre melhor". Cada tecnologia serve uma gama de capacidades diferente. - Pergunta: porque não se usa um compressor centrífugo num split doméstico? (é dimensionado para capacidades muito maiores, seria um desperdício técnico e económico).

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar a diferença entre um dispositivo fixo (tubo capilar) e um dispositivo que reage a condições variáveis (VET, VEE). - Erro comum: confundir condensador com evaporador só pela forma; a diferença está na função (libertar calor vs absorver calor), não no aspeto físico. - Exemplo: um chiller de 300 kW usa quase sempre VEE, porque a carga térmica de um edifício varia muito ao longo do dia.

NOTAS DO PROFESSOR - Mostrar, se possível, uma planta de edifício com VRF instalado, para a turma ver a escala real face a um split doméstico. - Erro comum: achar que VRF é "só um multisplit maior". A capacidade de recuperação de calor entre zonas (umas a arrefecer, outras a aquecer) é uma diferença de funcionamento, não só de tamanho. - Pergunta: em que tipo de edifício faria sentido recuperar calor entre zonas? (edifício com fachadas opostas ao sol, por exemplo).

NOTAS DO PROFESSOR - Ligar diretamente ao bloco 2: o chiller é onde vive o ciclo frigorífico; o resto do edifício só vê água a circular. - Erro comum: pensar que um fan-coil "faz frio". Só troca calor com a água que já vem fria do chiller. - Exemplo: um chiller arrefecido a água precisa de uma torre de arrefecimento no exterior; um arrefecido a ar não.

NOTAS DO PROFESSOR - Explicar porque a linha de gás tem sempre diâmetro maior: o gás ocupa muito mais volume do que o líquido para a mesma massa de fluido. - Erro comum: brasar sem purga de azoto "porque parece que corre bem". O defeito só aparece semanas depois, quando o pó de óxido circula e entope a válvula de expansão. - Pergunta: porque se usa flare (e não brasagem) nas válvulas de serviço da unidade exterior? (permite desmontar para manutenção, ao contrário de uma junta brasada).

NOTAS DO PROFESSOR - Insistir na segunda função: muitos alunos só pensam em eficiência energética, e é a condensação que causa mais reclamações reais de clientes. - Erro comum: usar sempre a mesma espessura de isolamento "porque é a que está na viatura", sem olhar às condições do local (sótão húmido vs sala normal). - Exemplo: 9 mm num sótão húmido no verão pode ser insuficiente; 19 mm resolve.

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar que este teste final (despejar água) demora dois minutos e evita a chamada de reclamação semanas depois. - Erro comum: fixar o tubo de dreno "a direito" sem verificar a pendente com nível, criando contrapendentes invisíveis a olho nu. - Pergunta: porque não se pode ligar o dreno direto a um esgoto sem sifão? (risco de refluxo de odores para dentro de casa).

NOTAS DO PROFESSOR - Mostrar exemplo de más práticas comuns: unidades exteriores encostadas umas às outras, a recircularem o próprio ar quente. - Erro comum: ignorar o espaço mínimo de circulação de ar exigido pelo fabricante "porque não havia mais espaço na fachada". - Ligar ao bloco 11: fixação em altura exige equipamento de proteção contra quedas.

NOTAS DO PROFESSOR - Percorrer cada componente perguntando "o que acontece se este falhar?" para fixar a função de cada um. - Erro comum grave: anular um pressostato "para não desligar tanto". Discutir porque isto troca uma paragem de segurança por uma avaria cara. - Pergunta: qual destes elementos é obrigatório existir junto de cada equipamento, por segurança de manutenção? (interruptor seccionador).

NOTAS DO PROFESSOR - Comparar o inverter com o pedal de um carro (aceleração progressiva) contra um interruptor simples (ligado/desligado), analogia útil para fixar o conceito. - Erro comum: pensar que inverter é "só marketing". Explicar o efeito real na fatura de eletricidade e na durabilidade do compressor. - Pergunta: porque um sistema on/off sobredimensionado liga e desliga em ciclos curtos, e por que isso é mau? (desgasta o compressor e não desumidifica bem).

NOTAS DO PROFESSOR - Insistir que esta sequência é sempre a mesma, independentemente da dimensão da instalação (um split doméstico ou um sistema VRF de um edifício). - Erro comum: começar pela escolha do equipamento "porque é o que se vê na loja", sem calcular primeiro a carga térmica. - Exercício: pedir à turma para aplicar esta sequência a um exemplo dado por eles (o quarto ou a sala de casa).

NOTAS DO PROFESSOR - Fazer o cálculo em conjunto com a turma, número a número, no quadro. - Erro comum e muito frequente na prática real: sobredimensionar "para garantir". Insistir que isto tem custo, não é grátis. - Pergunta: o que aconteceria à humidade da sala se o equipamento fosse muito sobredimensionado? (desumidifica mal, porque liga e desliga rápido demais).

NOTAS DO PROFESSOR - Pedir à turma para memorizar esta sequência de 1 a 6 antes de avançar para os passos seguintes no slide seguinte. - Erro comum: inverter a ordem (por exemplo, ligar eletricamente antes de confirmar a fixação e a tubagem), o que obriga a repetir trabalho. - Ligar cada passo ao bloco correspondente já visto (fixação = bloco 6, tubagem e isolamento = bloco 5).

NOTAS DO PROFESSOR - Enfatizar que os passos 7 e 8 nunca se saltam, mesmo sob pressão de prazo: são os que garantem que o circuito fica limpo e seco. - Erro comum: saltar o teste de estanquidade "porque a tubagem parece bem feita". Uma fuga pequena não se vê a olho. - Pergunta: por que motivo se pesa o fluido em vez de o carregar "por tempo de abertura da válvula"? (a única forma fiável de garantir a quantidade exata).

NOTAS DO PROFESSOR - Fazer, se possível, um exemplo numérico simples no quadro: pressão medida → temperatura de saturação da tabela → comparar com temperatura real medida. - Erro comum: usar sobreaquecimento num sistema com válvula de expansão termostática/eletrónica, quando o indicador correto nesse caso é o subarrefecimento. - Ligar diretamente ao bloco 10: estes dois valores são a base do diagnóstico de avarias de carga de fluido.

NOTAS DO PROFESSOR - Percorrer a tabela pedindo à turma para explicar, com o ciclo frigorífico do bloco 1, porque cada causa produz aquele sintoma. - Erro comum: memorizar a tabela sem entender o porquê. Sem o ciclo por trás, um sintoma novo (fora da tabela) deixa o técnico sem raciocínio. - Pergunta: por que motivo o gelo no evaporador pode ter duas causas tão diferentes (ar ou fluido)? (ambas reduzem a troca de calor no evaporador, por razões diferentes).

NOTAS DO PROFESSOR - Insistir na ordem: medir → interpretar → procurar a causa → reparar → confirmar. Nunca saltar direto para "trocar peças". - Erro comum: reparar a fuga e recarregar sem repetir o vácuo, assumindo "que já estava feito da primeira vez". O ar entrou pela fuga, tem de se refazer o vácuo. - Pergunta: porque nunca se liberta o fluido restante para o ar antes de reparar? (é ilegal e desperdiça material que ainda serve).

NOTAS DO PROFESSOR - Explicar que isto não é uma boa prática opcional, é lei: um técnico não certificado não pode legalmente intervir em equipamento profissional. - Erro comum: pensar que a certificação é só "papelada". Ligar às consequências reais (multas, responsabilidade civil, impacte ambiental do fluido libertado). - Pergunta: o que distingue esta UC de outras UCs elétricas do curso? (a exigência legal específica dos gases fluorados, além das regras elétricas gerais).

NOTAS DO PROFESSOR - Ligar cada risco a um acidente típico: queimadura por frio (fluido líquido em expansão), choque elétrico, queda de fachada ou cobertura. - Erro comum: relaxar precauções "porque é uma unidade pequena e a tarefa parece rápida". Um acidente não escolhe pela dimensão da tarefa. - Pergunta: porque é que o fluido líquido em expansão pode causar queimadura de frio na pele? (absorve calor da pele muito rapidamente ao evaporar).