[ \mathbf{2 , 0 ~ p} ] Uma válvula de expansão termostática foi ajustada de fábrica para dar um superaquecimento de 7^{\circ} \mathrm{C} em uma condição de evaporação de 5^{\circ} \mathrm{C}, fluido R22. Se o evaporador operar em -15^{\circ} \mathrm{C}, qual é o superaquecimento esperado?

Passo 1

O enunciado diz que temos uma válvula de expansão termostática (TXV) para R22, ajustada de fábrica para fornecer um superaquecimento de 7^\circ\mathrm{C} quando a temperatura de evaporação (saturada) é 5^\circ\mathrm{C}. Pergunta-se qual será o superaquecimento quando o evaporador operar a -15^\circ\mathrm{C}.

Passo 2

Para entender, lembre-se que a TXV compara duas pressões:
  1. A pressão do bulbo, que é proporcional à temperatura do vapor na saída do evaporador (bulbo mede o vapor “quente”).
  2. A pressão do diafragma, que é proporcional à pressão interna do evaporador (ou seja, à temperatura de saturação).
    O ajuste de fábrica faz com que, em equilíbrio, a diferença de temperatura entre o vapor medido pelo bulbo e a saturação seja exatamente o superaquecimento desejado de 7^\circ\mathrm{C}.

Passo 3

No ajuste original, em evaporação a 5^\circ\mathrm{C}, o bulbo chega a uma temperatura
T_{\rm bulbo}=T_{\rm evap}+{\Delta}T_{\rm set}=5^\circ\mathrm{C}+7^\circ\mathrm{C}=12^\circ\mathrm{C}.
A mola interna da válvula está calibrada para manter, em qualquer condição, essa mesma diferença de pressão/bulbo, ou seja, o mesmo {\Delta}T_{\rm set}=7^\circ\mathrm{C}.

Passo 4

Se agora a temperatura de evaporação for -15^\circ\mathrm{C}, a válvula vai trabalhar até que
T_{\rm bulbo}=T_{\rm evap}+{\Delta}T_{\rm set}=-15^\circ\mathrm{C}+7^\circ\mathrm{C}=-8^\circ\mathrm{C}.
Isso significa que o bulbo mede -8^\circ\mathrm{C} e, portanto, o superaquecimento continua sendo a mesma diferença de 7^\circ\mathrm{C}.

Resposta

O superaquecimento esperado é de 7^\circ\mathrm{C}.

Exercícios relacionados