O que é um sistema split: dispositivo e princípio de funcionamento dos sistemas de climatização típicos

Qualquer pessoa que já tentou resolver o problema de resfriar o ar em uma casa ou apartamento tem pelo menos uma ideia aproximada do que é um sistema split. Essa opção de ar condicionado substituiu com confiança os antigos 'aparelhos de janela' e mantém sua popularidade há muitos anos.

Entender as particularidades do funcionamento de um sistema split permitirá escolher o modelo adequado e organizar corretamente sua operação.

Neste artigo, falaremos sobre a estrutura e os princípios de funcionamento dos sistemas split, e também abordaremos os detalhes da instalação que devem ser seguidos para que o equipamento dure muitos anos.

Essência do funcionamento e princípio de operação

A principal finalidade de um sistema split – é resfriar o ar dentro do ambiente. A unidade é composta por duas partes. Uma delas é instalada do lado de fora do ambiente, e a outra – dentro. Para conectá-las com um tubo estreito, é feito um furo na parede. O princípio de funcionamento dos sistemas split é aproximadamente o mesmo que o dos refrigeradores.

O refrigerante que circula pelo tubo dentro do sistema absorve o calor do ar no interior do ambiente, transfere a energia térmica para fora e a devolve ao ambiente externo. O circuito de refrigeração do ar condicionado inclui dois elementos principais: o condensador e o evaporador.

O primeiro está alojado na unidade externa do aparelho, e o último está na unidade que é instalada no cômodo.

Os principais elementos de um sistema split – condensador, compressor e evaporador, entre os quais circula o refrigerante, que transfere a energia térmica do cômodo para o exterior

O refrigerante (geralmente freon) se move entre os dispositivos em um circuito fechado. Dentro do ambiente, ele aquece ao absorver energia térmica e se torna gás.

Assim, o ar é resfriado ao passar pelo evaporador. Para melhorar a circulação do fluxo de ar por todo o espaço do cômodo, é utilizado um ventilador.

Em seguida, o refrigerante entra no condensador. Aqui, ele passa pelo compressor e depois é resfriado ao entrar em contato com o ar mais frio da rua. O refrigerante se torna líquido novamente.

O princípio de funcionamento desse sistema corresponde ao de um refrigerador comum; aqui também é utilizada a capacidade do freon de evaporar em baixas temperaturas.

Estrutura de um sistema split

Para que o processo de funcionamento desse ar condicionado seja eficiente, são utilizados diversos elementos.

A unidade externa geralmente inclui:

• ventilador;
• compressor;
• condensador;
• filtro de freon;
• placa de controle;
• tampa protetora;
• conexões para tubos de cobre, etc.

O ventilador garante a circulação constante de ar ao redor da unidade para garantir um resfriamento rápido e estável do freon. Esse processo ocorre no condensador. O compressor comprime o freon, permitindo sua transição para o estado gasoso e a circulação pelo circuito de refrigeração.

A unidade externa do sistema split é instalada em suportes especiais. Durante a instalação, deve-se garantir o correto escoamento do condensado acumulado.

O filtro limpa o freon de contaminantes que podem ter entrado no sistema durante a instalação.

Além dos elementos mencionados, a unidade externa também pode ter uma válvula de quatro vias, necessária se o modelo oferecer não apenas resfriamento, mas também aquecimento do ambiente no inverno.

Dispositivo da unidade externa: 1 – ventilador; 2 – trocador de calor; 3 – compressor; 4 – placa de controle; 5 – dispositivo de proteção; 6 – gabinete

Em modelos inversores, o bloco de controle está praticamente todo na parte externa do dispositivo. Mas se não houver inversor, a eletrônica geralmente é colocada na unidade interna.

Esta parte geralmente consiste em:

• grade de proteção;
• sistema de filtros;
• ventilador;
• evaporador;
• persianas;
• painel indicador;
• bloco de controle;
• conexões e etc.

A grade de proteção geralmente fica no painel frontal. É fácil removê-la ou abri-la para acessar os componentes internos do ar condicionado para manutenção. Através das aberturas dessa grade, o ar entra no dispositivo para posterior resfriamento.

O filtro grosseiro – é simplesmente uma tela plástica que retém detritos grandes para evitar que entrem no gabinete da unidade.

A unidade interna do sistema split é um dispositivo compacto que será um adorno para qualquer ambiente. Ele é instalado próximo à parede externa para reduzir a distância até a unidade externa.

Os filtros finos são um sistema um pouco mais complexo para reter poluentes de frações pequenas: partículas de poeira, odores indesejáveis, bactérias perigosas, etc.

Geralmente, o dispositivo é equipado com filtro de carvão e eletrostático, mas pode ser complementado com um cartucho antibacteriano ou outros filtros úteis.

Componentes da unidade interna: 1 – grade de proteção; 2,3 – filtros; 4 – ventilador; 5 – evaporador; 6,8 – persianas; 7 – painel de controle

O ventilador, como mencionado anteriormente, sopra o ar resfriado que passa pelo evaporador. As persianas móveis são equipadas com acionamento elétrico para direcionar os fluxos de ar resfriado.

O painel com indicadores exibe o estado do dispositivo, por exemplo, a temperatura do ar definida, o modo de operação, etc.

Esta é uma descrição geral dos componentes do sistema split. A construção desses condicionadores de ar pode variar dependendo de funções adicionais: presença de inversor, aquecimento, etc. Para um quarto ou apartamento, um condicionador de ar comum é suficiente. O dispositivo é escolhido com base na potência, que deve corresponder à área do ambiente.

Tipos, modelos, funções adicionais

Os condicionadores de ar residenciais modernos podem atender até 90 m². Mas se for uma grande casa ou escritório, vale a pena considerar a instalação de dispositivos mais potentes. O problema de climatização desses espaços é resolvido com sistemas multi-split ou modelos semiprofissionais.

O diagrama demonstra claramente as características de funcionamento do sistema split: o refrigerante dentro do ambiente é aquecido, desloca-se para a unidade externa e é resfriado, em seguida retorna ao ambiente.

O sistema multi-split permite instalar várias unidades internas conectadas a uma única unidade externa comum. Economicamente, essa solução pode ser mais vantajosa do que usar vários sistemas split comuns, e a aparência da fachada definitivamente ganha.

Uma alternativa para resolver o problema de climatização de um grande edifício pode ser o sistema chiller-fancoil. Se a área do escritório ou da casa se aproxima de 500 m² ou excede ligeiramente, vale a pena considerar o uso de um sistema split semiprofissional.

A versão de duto desse dispositivo permite instalar o aparelho e o duto que leva até ele sob o teto suspenso, sem prejudicar a aparência do ambiente. Esses dispositivos são capazes não apenas de limpar e resfriar o ar existente no ambiente, mas também de realizar a captação de ar fresco externo, o que melhora significativamente o microclima.

Os condicionadores de ar de cassete são instalados de modo que a grade por onde o ar é fornecido se torne parte do teto suspenso. O ar frio se espalha pela sala de forma rápida e uniforme. Leia mais sobre os princípios de funcionamento dos splits de cassete aqui.

Em cômodos com formato complexo ou onde não há teto suspenso por algum motivo, são instalados sistemas piso-teto.

O que você precisa saber sobre modelos inversores?

Existem modelos de sistemas split com inversor e sem ele. Ambos os tipos são populares, mas ainda assim não custa conhecer a diferença. O inversor é um dispositivo capaz de fornecer alimentação elétrica especial para o compressor.

O circuito inversor consiste em converter corrente alternada em corrente contínua.

Os sistemas split com inversor consomem aproximadamente 30-40% menos energia elétrica do que os modelos comuns. A vida útil desses dispositivos também é mais longa.

Depois disso, as características da corrente contínua são alteradas para convertê-la novamente em corrente alternada, mas com novos parâmetros, e fornecer alimentação elétrica ao compressor.

Como resultado, a potência de operação do compressor variará dependendo da situação: da temperatura confortável à qual o ar precisa ser resfriado e das condições iniciais existentes no momento em que o sistema começa a funcionar.

Com a presença do inversor, o condicionador de ar funciona continuamente, não desliga. Para que isso serve? Apesar do funcionamento contínuo do aparelho, o circuito inversor permite reduzir o consumo de energia elétrica em cerca de 30% em comparação com o uso de um modelo com características semelhantes, mas sem inversor.

A ausência de ciclos regulares de liga-desliga é benéfica para o funcionamento do ar condicionado e permite aumentar sua vida útil em uma vez e meia a duas vezes. Esse ar condicionado pode ser deixado ligado o dia inteiro, sem se preocupar com as contas de eletricidade.

As altas características de desempenho são alcançadas através da melhoria da eficiência do trocador de calor, bem como graças a um microprocessador moderno que regula o funcionamento da unidade.

Acredita-se que os sistemas split equipados com inversor são capazes de estabelecer a temperatura ideal no ambiente mais rapidamente e mantê-la no nível desejado. Esses dispositivos produzem significativamente menos ruído do que os modelos sem inversor.

Em nosso site, há um artigo onde fizemos uma revisão comparativa de sistemas split inversores e comuns. Mais detalhes – acesse o link.

Ar condicionado com bomba de calor

Se o sistema split estiver equipado com uma bomba de calor, no inverno ele pode ser usado com segurança para aquecer o ambiente. Alguns compradores acreditam erroneamente que, para isso, a unidade interna do ar condicionado é equipada com resistências elétricas, o que não corresponde à realidade.

Na verdade, esse ar condicionado possui uma válvula de quatro vias e um sistema de controle que, de certa forma, inverte o processo de resfriamento.

O dispositivo não resfria mais o ambiente, mas sim o exterior, ou seja, funciona como uma bomba de calor do tipo “ar-ar”. Para entender como é possível aquecer um ambiente usando ar externo frio, é necessário estudar o funcionamento da bomba de calor.

No funcionamento desta unidade, também é utilizada a capacidade do refrigerante (o mesmo freon) de aquecer em temperaturas reduzidas.

Embora o ar externo permaneça frio, ele contém uma certa quantidade de energia térmica de baixo potencial. O refrigerante absorve essas pequenas quantidades de energia, concentra-as, passa pelo compressor de aumento de pressão e as libera para o ar dentro do ambiente. As correntes de ar são aquecidas e se espalham pela sala.

Como resultado, o aquecimento é realizado com um consumo de energia elétrica muito baixo. Essa opção é considerada uma forma econômica e segura de aquecer a residência. Vale ressaltar que os princípios de funcionamento do sistema split e da bomba de calor são muito semelhantes. No entanto, não se deve considerar a bomba de calor integrada ao sistema split como o método principal de aquecimento do ambiente, é antes uma opção auxiliar.

Ao adquirir o dispositivo, é necessário estudar atentamente as condições de operação e as especificações técnicas do aparelho. A bomba de calor é eficaz em latitudes meridionais durante invernos amenos, com temperaturas de +5…-15 graus. A -20 graus, o aquecimento é praticamente impossível.

Particularidades da instalação e regras de operação

O processo de instalação do sistema split é relativamente simples, mas mestres inexperientes devem ainda confiar essa missão a profissionais familiarizados com o trabalho de equipamentos de refrigeração. Geralmente, primeiro instalam a unidade interna e externa, fazem um furo na parede e conectam os dispositivos com um tubo.

Para o funcionamento normal do sistema split, seus filtros devem ser limpos regularmente para remover a sujeira. Deve-se evitar o superaquecimento do equipamento, picos de tensão e interferência eletromagnética.

A parte mais crítica é a recarga do sistema com freon. Mesmo que o proprietário do apartamento tenha realizado todas as outras tarefas por conta própria, esta etapa deve ser feita por um técnico experiente; a prática mostra que é mais confiável assim.

A instalação incorreta pode reduzir significativamente a eficiência do ar condicionado, sendo também a causa mais comum de falhas deste equipamento.

É muito importante escolher corretamente o local para a unidade interna. Se o fluxo frio for direcionado para uma superfície próxima, o equipamento funcionará incorretamente e o ar resfriado se espalhará de forma desigual pelo ambiente. O funcionamento da unidade externa geralmente é acompanhado pelo aparecimento de condensado.

O local para a unidade interna do sistema split deve ser escolhido de forma que não haja obstáculos para a livre circulação das massas de ar que passam pelo seu compartimento.

Deve-se cuidar da drenagem dessa umidade com um tubo especial, para que a água não escorra pela parede. Se o sistema split foi instalado corretamente, resta garantir sua operação normal. Recomenda-se ajustar a temperatura de resfriamento entre 21-23 graus.

Temperaturas mais baixas também são aceitáveis, mas esse modo de operação cria uma carga adicional no sistema. Além disso, uma diferença muito grande entre a temperatura interna e externa do edifício pode ter consequências indesejáveis para a saúde.

É melhor instalar a unidade interna de modo a evitar a incidência direta do sol.

A perfuração da parede externa durante a instalação do sistema split é realizada com equipamentos especiais, por exemplo, um dispositivo para perfuração diamantada de concreto.

Além do risco de superaquecimento, há a possibilidade de que a luz forte possa obstruir o sinal do LED. Para aumentar a vida útil do sistema, é melhor manter janelas e portas fechadas durante seu funcionamento. Claro, é necessário ventilar o ambiente periodicamente ou adquirir um modelo que faça a captação de ar externo.

O equipamento deve ser protegido contra calor excessivo ou interferência eletromagnética. A cada seis meses, deve-se limpar os filtros. A unidade externa precisa ser protegida das intempéries.

Os picos de tensão representam um perigo para o equipamento se a diferença entre os valores nominais e reais exceder 15% do padrão.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Uma descrição ilustrativa dos princípios de funcionamento desse sistema pode ser vista aqui:

Este vídeo descreve a experiência prática de usar um sistema split com aquecimento:

A confiabilidade dos sistemas split e a facilidade de operação os tornaram uma opção excepcionalmente popular para climatização em residências. Com a instalação correta e o cumprimento das condições de operação, esse equipamento pode funcionar perfeitamente por um período muito longo.

Ainda não consegue escolher o sistema split adequado? Ou pode complementar nosso material com um conselho útil? Por favor, deixe seus comentários, faça perguntas, compartilhe sua experiência na seção abaixo do artigo.