Manômetros de pressão de óleo em sistemas de refrigeração: por que a pressão líquida de óleo é a leitura que importa

O que um manômetro de óleo mede em um sistema de refrigeração?

Em um compressor de refrigeração, o manômetro de óleo mede a pressão na saída da bomba de óleo. Mas a leitura absoluta no manômetro não é o que mais importa. O valor crítico é a pressão líquida de óleo, que é a pressão de descarga da bomba de óleo menos a pressão do cárter.

A pressão do cárter é, essencialmente, a pressão de sucção do compressor. A bomba de óleo retira óleo do cárter e o entrega sob pressão aos mancais e às partes móveis. Como o próprio cárter está na pressão de sucção, a altura de pressão útil que a bomba realmente produz é a diferença entre a pressão na saída da bomba e a pressão do cárter. Só quando essa diferença é grande o suficiente o óleo consegue vencer a resistência dos canais de óleo e chegar aos mancais.

É por isso que o procedimento padrão em campo é ler o manômetro de óleo, ler a pressão do cárter no manômetro de baixa e subtrair a segunda da primeira. O resultado é a pressão líquida de óleo. A documentação técnica do controle de segurança de pressão de óleo da série P28 da Johnson Controls indica o procedimento diretamente: com o compressor em funcionamento, leia o manômetro de óleo e a pressão do cárter e, em seguida, subtraia a pressão do cárter da leitura do manômetro de óleo. O resultado é a pressão líquida de óleo disponível para os mancais.

Por que o controle de segurança de pressão de óleo é necessário

Um manômetro sozinho fornece informação, mas não pode agir. Se a bomba de óleo falhar, se um canal de óleo ficar restrito ou se o nível de óleo cair, a pressão líquida de óleo pode despencar rapidamente. Nenhum operador consegue vigiar um manômetro continuamente. É por isso que os compressores de refrigeração usam um dispositivo de proteção automática: o pressostato diferencial de óleo, também chamado de proteção de segurança contra baixa pressão de óleo.

Esse dispositivo monitora continuamente a pressão líquida de óleo. Se o valor cair abaixo de um limite predefinido e permanecer lá além de um retardo definido, normalmente de 90 a 120 segundos, ele corta a alimentação do compressor. Isso evita que os mancais sejam destruídos por falta de lubrificação.

Como funciona um pressostato diferencial de óleo

Retardo de partida

Quando um compressor parte, a bomba de óleo precisa de tempo para gerar pressão. Por isso, os pressostatos diferenciais de óleo incluem um retardo de tempo integrado. No pressostato mecânico MP54 usado nos compressores SRMTec, por exemplo, o dispositivo não monitora a pressão de óleo durante os primeiros 90 segundos após a partida. Se, ao fim dessa janela de 90 segundos, a pressão líquida de óleo ainda estiver abaixo de 0,65 bar, acrescida de um diferencial de contato de 0,2 bar, o compressor é desligado.

O controle eletrônico de pressão de óleo Copeland Sentronic usa um retardo de 120 segundos. Após a partida, se a pressão líquida de óleo não atingir 12 a 14 PSID em dois minutos, os contatos L-M do módulo se abrem e o compressor para.

Monitoramento em funcionamento

Depois que o retardo de partida termina, o pressostato monitora a pressão líquida de óleo continuamente. Se a pressão líquida de óleo cair abaixo do valor ajustado durante a operação normal e permanecer assim por mais tempo que o período de retardo, o compressor é desligado. A documentação da SRMTec observa que, se a pressão de óleo cair abaixo de 0,65 bar por mais de 90 segundos durante o funcionamento, o compressor é desligado.

Método de rearme

Depois que um pressostato diferencial de óleo dispara, normalmente é necessário rearme manual. Isso significa que um técnico de manutenção precisa ir ao local, investigar a causa — carga de óleo baixa, bomba de óleo desgastada, canal de óleo restrito ou diluição do óleo por refrigerante — e então rearmar o pressostato manualmente. O rearme manual garante que o compressor não volte a partir automaticamente enquanto o problema de lubrificação não for resolvido.

Valores de referência para a pressão líquida de óleo

Os requisitos variam conforme o modelo do compressor e a condição de operação, mas os valores a seguir ilustram a prática típica:

O sensor do controle de pressão de óleo Copeland Sentronic abre seu circuito quando a pressão líquida de óleo cai abaixo de 7 a 9 PSID e fecha quando ela sobe acima de 12 a 14 PSID. O ajuste de corte do Johnson Controls P28 é tipicamente de 6 a 8 PSI abaixo da pressão líquida de óleo normal em operação.

O pressostato mecânico MP54 dos compressores alternativos SRMTec é ajustado em 0,65 bar, aproximadamente 9,4 PSI. O pressostato diferencial eletrônico de óleo da RefComp usa um ajuste de diferencial de 0,65 bar ± 0,15 bar.

Essas diferenças deixam uma coisa clara: os requisitos de pressão líquida de óleo variam entre os fabricantes de compressores. O ajuste de corte correto deve sempre ser obtido no manual de aplicação do equipamento específico.

Partidas a frio e diluição por refrigerante

Em condições de baixa temperatura ambiente, a viscosidade do óleo aumenta. Ao mesmo tempo, se líquido refrigerante se acumular no cárter, ele dilui o óleo. As duas condições dificultam o estabelecimento da pressão líquida de óleo. A documentação técnica da RefComp observa que a pressão diferencial de óleo dificilmente atinge os valores adequados de trabalho com óleo frio ou com alta diluição de refrigerante no óleo dentro do cárter.

É por isso que os pressostatos diferenciais de óleo precisam de retardo de partida e por que alguns sistemas usam resistências de cárter nas partidas a frio para expulsar o refrigerante dissolvido no óleo.

De pressostatos mecânicos ao monitoramento eletrônico

A proteção tradicional de pressão de óleo usa um pressostato diferencial mecânico que detecta a diferença de pressão entre a entrada e a saída da bomba de óleo por meio de um fole ou pistão. A série Copeland Sentronic adota uma abordagem eletrônica: um sensor mede a pressão líquida de óleo diretamente, enquanto o módulo fornece as funções de temporização e saída de relé.

As soluções eletrônicas oferecem maior precisão, ajustes mais flexíveis e a capacidade de evitar desarmes indevidos por meio de um relé sensor de corrente. Quando o compressor para por atuação da proteção de sobrecarga do motor, o relé sensor de corrente retira a alimentação do módulo de controle de pressão de óleo ao mesmo tempo, evitando um desarme desnecessário por pressão de óleo quando não há pressão simplesmente porque o compressor não está funcionando.

Conclusão

Em um sistema de refrigeração, o valor de um manômetro de óleo não está na pressão absoluta na saída da bomba, mas em ajudar o técnico a calcular a pressão líquida de óleo — a diferença entre a pressão da bomba de óleo e a pressão do cárter. Essa diferença é o indicador real de que o óleo consegue lubrificar os mancais de forma eficaz. O pressostato diferencial de óleo usa a pressão líquida de óleo como variável monitorada, desligando o compressor quando a lubrificação é insuficiente e evitando danos catastróficos.

Para quem comissiona ou faz manutenção em compressores de refrigeração, entender a pressão líquida de óleo, saber medi-la corretamente e ajustar a proteção de pressão de óleo conforme o manual do equipamento são habilidades fundamentais. Ignorar esse ponto pode levar a falhas prematuras do compressor por problemas de lubrificação.