Provavelmente você não pensa com frequência no sistema de ar-condicionado do seu carro. Mas se ele parasse de funcionar, com certeza sentiria falta do ar fresco. Afinal, como funciona o ar-condicionado em um carro?
O ar-condicionado automotivo existe há mais tempo do que muitos imaginam. A empresa Packard foi a responsável pela invenção do sistema de ar-condicionado para carros em 1939, e em 1940 tornou-se a primeira montadora a oferecer esse recurso instalado de fábrica. Naturalmente, esse sistema inicial não contava com um termostato, mas ainda assim era muito melhor do que não ter nenhum controle de temperatura. A ideia se popularizou e, em 1969, mais da metade dos carros novos já eram vendidos com ar-condicionado incorporado.
Com o tempo, descobriu-se que o gás refrigerante usado por décadas nesses sistemas, conhecido como R-12, CFC-12 ou pelo nome comercial Freon, causava danos à camada de ozônio, por ser um clorofluorcarbono. Ele então foi gradualmente substituído por outros sistemas menos lesivos ao meio ambiente.
O funcionamento do ar-condicionado de um carro baseia-se na manipulação da pressão e da temperatura para fazer o refrigerante alternar entre os estados líquido e gasoso. O fluido entra no evaporador ainda em estado líquido, e o calor presente no interior do veículo faz com que ele se transforme em gás. Nesse estado gasoso, o refrigerante tem a capacidade de absorver o calor. Esse gás quente é então direcionado para fora do veículo e levado até o compressor, onde é novamente pressurizado e transformado em líquido, reiniciando o ciclo. Um ventilador localizado fora do compartimento do evaporador é responsável por soprar o ar resfriado para dentro do habitáculo.
O sistema de ar-condicionado dos veículos é basicamente um circuito quase fechado, dividido entre um lado de alta pressão e um lado de baixa pressão. O compressor é uma bomba acionada por uma correia ligada ao virabrequim do motor. Quando o gás refrigerante de baixa pressão entra no compressor, ele é comprimido e forçado a sair sob alta pressão em direção ao condensador. O compressor só pode atuar sobre gases, nunca sobre líquidos.
O condensador funciona como um radiador e tem a função de liberar o calor do sistema. O refrigerante chega a ele como um gás pressurizado e quente, vindo do compressor. O ar que circula ao redor dos tubos do condensador ajuda a resfriar esse gás até que ele volte ao estado líquido, ainda sob alta pressão. O princípio é semelhante ao do vapor que se condensa e se transforma novamente em água. Esse líquido, ainda sob alta pressão, está agora pronto para realizar a refrigeração do veículo.
Em seguida, o fluido passa por um reservatório chamado de acumulador ou filtro secador (receiver-dryer), que contém dessecantes, pequenas substâncias granuladas que absorvem a umidade. Esses dessecantes são os mesmos que você encontra em caixas de sapato, com rótulos como “não ingerir”, usados para manter os calçados secos. No sistema do carro, eles impedem que a água presente forme cristais de gelo, que poderiam danificar os componentes internos.
Depois disso, o refrigerante líquido de alta pressão passa por uma válvula de expansão térmica (TXV), onde ocorre a transição do lado de alta para o de baixa pressão. Ao passar por essa válvula, o líquido se expande e sua pressão é reduzida. Isso permite que o refrigerante entre no evaporador com menor pressão e, portanto, com temperatura mais baixa. Essa válvula também regula a quantidade de fluido que entra no evaporador com base na pressão, garantindo o funcionamento constante do sistema. Alguns carros utilizam, no lugar da válvula de expansão, um tubo de orifício, que tem a mesma função de permitir a expansão do fluido, mas opera com vazão constante e sem peças móveis. Esse tubo pode entupir com resíduos com o tempo, e nos sistemas que o utilizam, o ar-condicionado é ativado e desativado automaticamente para regular o fluxo de refrigerante.
O evaporador é a peça onde ocorre a principal transformação. Localizado dentro do habitáculo do carro, geralmente acima do espaço para os pés do passageiro dianteiro, ele se parece com um pequeno radiador, com tubos em espiral e aletas. Diferentemente do radiador comum, que dissipa calor, o evaporador tem como função absorver o calor do interior do veículo. O refrigerante entra no evaporador como um líquido frio e de baixa pressão, idealmente a 0 graus Celsius. Nessa temperatura ele não congela, mas sim entra em ebulição, já que seu ponto de ebulição é muito baixo. O calor do ar dentro do carro é suficiente para fazer com que o refrigerante ferva e volte ao estado gasoso. Nesse estado, o fluido pode absorver uma grande quantidade de calor. O gás, então, deixa o evaporador, saindo do interior do veículo e levando consigo o calor absorvido. O ventilador que sopra o ar sobre o evaporador é o que distribui o ar frio dentro do carro.
Depois de absorver o calor, o refrigerante em forma de gás retorna ao compressor, e todo o ciclo recomeça. Nos sistemas que utilizam o tubo de orifício, há um componente adicional entre o evaporador e o compressor chamado acumulador. Como o tubo pode permitir a entrada de refrigerante em excesso no evaporador, e nem todo o líquido consegue evaporar, o acumulador tem a função de reter qualquer quantidade de fluido que ainda esteja no estado líquido, impedindo que ele entre no compressor, já que este só pode comprimir gases.
Além de resfriar o ar, o evaporador também retira a umidade do interior do carro, contribuindo para uma sensação térmica mais agradável. A umidade do ar condensa-se na superfície do evaporador, junto com poeira, pólen e outras partículas presentes no ambiente. Por isso, quando você desliga o carro e percebe água pingando por baixo, geralmente se trata da água condensada do sistema de ar-condicionado, e não há motivo para preocupação.
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