Caderno de Provas
REFRIGERAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO
Edital Nº. 04/2009-DIGPE
10 de maio de 2009
INSTRUÇÕES PARA A REALIZAÇÃO DA PROVA
 Use apenas caneta esferográfica azul ou preta.
 Escreva o seu nome completo e o número do seu documento de identificação no espaço indicado
nesta folha.
 A prova terá duração máxima de 4 (quatro) horas, incluindo o tempo para responder a todas as
questões do Caderno de Provas e preencher as Folhas de Respostas.
 Ao retirar-se definitivamente da sala, entregue as Folhas de Respostas ao fiscal.
 O Caderno de Provas somente poderá ser levado depois de transcorridas 3 (três) horas do início
da aplicação da prova.
 Confira, com máxima atenção, o Caderno de Provas, observando o número de questões contidas e
se há defeito(s) de encadernação e/ou de impressão que dificultem a leitura.
 Esta prova contém a seguinte numeração e pontuação de questões:
Tipo de questão
Discursiva
Múltipla escolha
Total de
questões
02 questões
20 questões
Pontuação por
questão
15 pontos
3,5 pontos
Total de
pontuação
30 pontos
70 pontos
 Confira, com máxima atenção, se os dados constantes nas Folhas de Respostas para as questões
discursivas e para as questões de múltipla escolha estão corretos.
 Em havendo falhas em quaisquer das Folhas de Respostas, dirija-se ao fiscal responsável dentro
do prazo destinado previamente.
 As Folhas de Respostas para as questões discursivas estão identificadas com um código que
sinaliza a inscrição do candidato. A capa dessas Folhas de Respostas deverá ser assinada no
espaço apropriado e, quando solicitado, deverá ser destacada e entregue ao fiscal de sala.
 As questões discursivas deverão ser respondidas unicamente no espaço destinado para cada
resposta. Respostas redigidas fora do espaço reservado serão desconsideradas.
 Assine, no espaço apropriado, a Folha de Respostas para as questões de múltipla escolha.
 As Folhas de Respostas não poderão ser rasuradas, dobradas, amassadas ou danificadas. Em
hipótese alguma, serão substituídas.
 Para cada questão de múltipla escolha, existe apenas uma resposta certa.
 Transfira as respostas para a Folha de Respostas das questões de múltipla escolha somente
quando não mais pretender fazer modificações. Não ultrapassando o limite dos círculos.
NOME COMPLETO:
DOCUMENTO DE IDENTIFICAÇÃO:
_____________________________
CONCURSO PÚBLICO – GRUPO MAGISTÉRIO
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QUESTÕES DISCURSIVAS
ESTAS QUESTÕES DEVERÃO SER RESPONDIDAS NAS FOLHAS DE RESPOSTAS DAS QUESTÕES
DISCURSIVAS.
1.
(15 pontos) Monte um esquema de um sistema de refrigeração por expansão indireta utilizando,
inclusive, um reservatório para termoacumulação. Mostre, nesse esquema, o circuito de água gelada
(para horário de maior consumo e horário normal), o circuito de água de condensação e o circuito de ar
condicionado para o ambiente climatizado.
2.
(15 pontos) Embora o ciclo de uma máquina de refrigeração (ciclo real) possa se desviar um pouco do
ciclo de refrigeração saturado simples (ciclo teórico), a análise desse ciclo teórico é de grande
importância. Esquematize um ciclo de refrigeração saturado simples no diagrama PxH (Pressão versus
Entalpia), indicando os principais componentes desse ciclo, e explicando, do ponto de vista
termodinâmico, os eventos ocorridos neles.
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QUESTÕES DE MÚLTIPLA ESCOLHA
AS RESPOSTAS DESTAS QUESTÕES DEVERÃO SER ASSINALADAS NA FOLHA DE RESPOSTAS
DAS QUESTÕES DE MÚLTIPLA ESCOLHA.
1.
(3,5 pontos) Em uma discussão sobre quantidade de água presente em certa quantidade de ar seco,
dois engenheiros de manutenção não entram em consenso. Um terceiro profissional é consultado.
Nesse caso você é o interlocutor. Determine a quantidade de água presente em cada kg de ar seco
para a condição de 60% de umidade relativa a 30 C, e pressão de 101,3 kPa e encerre a discussão
entre os dois.
a)
b)
c)
d)
2.
(3,5 pontos) Um jovem engenheiro mecânico que trabalha com refrigeração e climatização, mais
precisamente com manutenção preventiva e instalações de centrais de ar condicionado sempre se
2
depara com unidades do tipo: TR, lbf/in e segundo. As unidades básicas do sistema citado
correspondem, no Sistema Internacional (SI), respectivamente a
a)
b)
c)
d)
3.
BTU/h; atm e segundo.
2
Kcal/h; N/m e hora.
2
Joule/s; Kgf/cm e segundo.
Joule/s; Pa e segundo.
(3,5 pontos) A rapidez com que o calor sensível e latente é retirado do espaço refrigerado, mantendo
as condições de temperatura e de umidade desejadas, denomina-se carga térmica. Dessa forma, é
considerada carga com calor latente
a)
b)
c)
d)
4.
0,004 kg H2O/kg ar seco.
0,016 kg H2O/kg ar seco.
0,023 kg H2O/kg ar seco.
0,031 kg H2O/kg ar seco.
carga devido à insolação e carga devido à tubulações de água quente.
carga devido aos motores elétricos e carga devido às pessoas.
carga devido às pessoas e carga devido à infiltração de ar.
carga devido à iluminação e carga devido aos dutos de retorno de ar.
(3,5 pontos) A conversão correta das grandezas 2300 BTU/h para Kcal/h e 4,5 KW e para TR seria,
respectivamente,
a)
b)
c)
d)
524 Kcal e 1,78 TR.
579,6 Kcal/h e 1,28 TR.
600 Kcal/h e 3 TR.
653,3 Kcal e 2,23 TR.
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5.
(3,5 pontos) Considere o gráfico para responder esta questão. Considerando-se a passagem da fase
sólida para líquida de 200 g de uma determinada substância, em função do calor Q absorvido,
representada no gráfico abaixo, é correto afirmar que os calores específicos dessa substância, nas
fases sólida e líquida, em cal/gºC é
a)
b)
c)
d)
6.
0,8 e 0,2
0,6 e 0,2
0,2 e 0,8
0,2 e 0,6
(3,5 pontos) Um equipamento condicionador de ar que utiliza R22 como fluido refrigerante, apresenta
queima do motor do compressor hermético. Após recolhimento do R22 em equipamento adequado,
alguns procedimentos são recomendados para efetuar a substituição do mesmo. Sobre esses
procedimentos, analise os itens abaixo.
I.
Substituir o compressor original por outro com as mesmas características, aplicar fluido de limpeza
específico no sistema, efetuar evacuação no equipamento com o próprio compressor, adicionar
carga de refrigerante R22, monitorando a corrente elétrica do motor do compressor até atingir valor
da corrente nominal do equipamento.
II. Retirar o compressor danificado e efetuar a limpeza do sistema com fluido aprovado para este fim,
aplicar o novo compressor com as mesmas características do anterior, efetuar vácuo no interior do
sistema com bomba de vácuo e vacuômetro e adicionar fluido refrigerante R22 com balança ou
cilindro graduado de acordo com a massa recomendada pelo fabricante.
III. Substituir o compressor por outro de mesma potência elétrica, efetuar evacuação dos gases não
condensáveis no interior do equipamento com bomba de vácuo e vacuômetro, introduzir álcool
metílico para “absorver” água, adicionar fluido refrigerante R22 através do monitoramento das
pressões de sucção e descarga.
Em relação a essas assertivas,
a)
b)
c)
d)
7.
apenas o item II é correto.
os itens I, II e III estão corretos.
apenas o item I é correto.
apenas o item III é correto.
(3,5 pontos) Uma parede de alvenaria, construída exclusivamente por tijolos estruturais, encontra-se
com temperatura de 38°C e 14°C em suas faces. Sabe-se que a condutividade térmica do tijolo é 1,32
2
W/m.K e a parede possui área de 20 m com espessura de 30 cm, é correto afirmar que a transferência
do calor pelo interior da parede é
a)
b)
c)
d)
1234 W
1516 W
1940 W
2112 W
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8.
(3,5 pontos) O sistema de refrigeração mostrado na figura abaixo pode ser classificado como
Fonte: Instalações de Ar Condicionado, Hélio Creder.
a)
b)
c)
d)
9.
sistema de condicionamento de ar por expansão indireta, utilizando condensador resfriado à água.
sistema de condicionamento de ar por expansão indireta, utilizando condensador resfriado a ar.
sistema de condicionamento de ar por expansão direta, utilizando condensador resfriado à água.
sistema de condicionamento de ar por expansão direta, utilizando fan-coil como unidade
evaporadora.
(3,5 pontos) As assertivas seguintes referem-se a sistemas de refrigeração por compressão de vapor.
I.
Os compressores mais comumente usados para serviço de refrigeração são classificados como
alternativo, rotativo e centrífugo.
II. Existem condensadores a ar com circulação natural, aquele tipo que não necessita utilizar
ventilação forçada (moto-ventilador).
III. Os tubos capilares são dispositivos utilizados em sistemas de refrigeração de pequeno porte.
Em relação a essas assertivas,
a)
b)
c)
d)
apenas os itens I e II estão certos.
apenas os itens I e III estão certos.
os itens I, II e II estão certos.
apenas os itens II e III estão certos.
10. (3,5 pontos) No Sistema Métrico, a energia térmica, equivalente a uma energia mecânica de
36.000 lb.pé corresponde a
a)
b)
c)
d)
11,66 cal.
36,80 cal.
77,8 BTU.
85 BTU.
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11. (3,5 pontos) As centrais de condicionamento de ar podem ser classificadas por expansão direta e
expansão indireta. No sistema por expansão indireta, a água gelada é o elemento que absorve o calor
do ar, atuando indiretamente como agente frigorígeno.
Fonte: SENAI SP
Baseado no equipamento (water-chiller) mostrado na figura acima, analise as afirmações.
I. Os trocadores de calor (condensador e evaporador) têm configuração do tipo Shell & Tube.
II. Esses sistemas não necessitam de tratamento adequado de água.
III. Esse sistema possui condensação a água, necessitando de torre de resfriamento.
Em relação a essas assertivas,
a)
b)
c)
d)
apenas um item está certo.
apenas os itens I e II estão certos.
apenas os itens I e III estão certos.
apenas os itens II e III estão certos.
12. (3,5 pontos) Uma mistura de ar seco e vapor d’água, tendo uma umidade relativa de 50% e
temperatura de bulbo seco de 45°C, passa por um sistema de resfriamento até sua temperatura de
bulbo seco chegar a 5°C. Calcular pelo diagrama psicrométrico a quantidade de água retirada do ar por
quilograma de ar seco.
a)
b)
c)
d)
0,033 Kg H2O/Kg de ar seco
0,026 Kg H2O/Kg de ar seco
0,018 Kg H2O/Kg de ar seco
0,009 Kg H2O/Kg de ar seco
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13. (3,5 pontos) Pretende-se instalar um sistema de refrigeração por compressão de vapor no qual a
temperatura de evaporação do refrigerante R1 é 10 ºC e a sua temperatura de condensação, 40 ºC. As
características desse sistema estão apresentadas na tabela abaixo. Numa análise preliminar, considerase que o processo de compressão é isentrópico e que o refrigerante entra no compressor como vapor
saturado e deixa o condensador como líquido saturado, conforme representado no diagrama
temperatura versus entropia.
trabalho isentrópico de compressão (kJ/kg)
entalpia específica do líquido saturado a 10 °C (kJ/kg)
entalpia específica do vapor saturado a 10 °C (kJ/kg)
entalpia específica do líquido saturado a 40 °C (kJ/kg)
entalpia específica do vapor saturado a 40 °C (kJ/kg)
Refrigerante R1
20
214
404
256
420
O valor do COP (coeficiente de desempenho) para essa situação é
a)
b)
c)
d)
2,3.
3,7.
4,6.
7,4.
14. (3,5 pontos) Antes do advento da refrigeração mecânica, a água era mantida fria e guardada em
jarros de barro semi-porosos, de modo que a água escapava por infiltração através das paredes, e se
evaporava. A evaporação dissipava calor e resfriava a água. Esse era um dos métodos utilizados pelas
civilizações antigas. Nos dias atuais existem modernos sistemas de refrigeração por compressão
mecânica e por absorção. Analise as afirmações seguintes.
I.
Refrigeração por compressão necessita de algum dispositivo de expansão do gás refrigerante,
enquanto por absorção não.
II. Compressores do tipo parafuso podem ser utilizados em sistema de grande porte, como por
exemplo, os sistemas com termoacumulação.
III. Uma das maneiras de aumentar o COP de um sistema de refrigeração seria utilizar condensador
resfriado à água.
Em relação a essas afirmações,
a)
b)
c)
d)
apenas os itens I e II estão certos.
apenas os itens I e III estão certos.
apenas os itens II e III estão certos.
os itens I, II e III estão certos.
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15. (3,5 pontos) Durante as aulas de levantamento de carga térmica na disciplina Refrigeração e ar
condicionado, um jovem aluno do curso de Engenharia Mecânica encontra um valor de 5040 Kcal/h
para o ambiente solicitado pelo professor, já incluídos nesse cálculo os fatores de segurança. O
professor da disciplina pede que o aluno especifique o aparelho que irá atender esse ambiente. Para
isso, é correto o aluno escolher
a)
b)
c)
d)
um self-contained de 7,5 TR.
dois aparelhos de 10.000 BTU/h cada.
um split de 10.000 BTU/h.
um fan-coil de 3500 W.
16. (3,5 pontos) Para responder esta questão, observe a tabela a seguir. Um sistema de refrigeração
emprega R22 e está operando, baseado em um ciclo saturado simples com uma temperatura de
evaporação de –12°C e uma temperatura de condensação de 42°C.
Ponto
1
2
3
4
T ( C)
-12
87,65
42
-12
P (bar)
3,3038
16,0976
16,0976
3,3038
h (kJ/kg)
400,39
457,70
252,32
252,32
S (kJ/Kg C)
1,7690
1,8180
1,1747
1,2020
Título (%)
100
0
30,9
Estado do fluido
Vapor saturado
Vapor superaquecido
Líquido saturado
Líquido e vapor
Considerando o ponto 1 a saída do vapor saturado do evaporador e os dados de entalpia da tabela
acima, é correto afirmar que o coeficiente de desempenho (COP) é
a)
b)
c)
d)
0,390
1,391
1,789
2,584
17. (3,5 pontos) Utilizando os dados da questão anterior e sabendo também que a renovação de ar para
esse sistema é de 10%, é correto afirmar que a dimensão do duto de retorno (vê planta baixa), usando
a velocidade do ar de retorno como sendo 5 m/s é
a)
b)
c)
d)
60 cm x 45 cm.
70 cm x 45 cm.
80 cm x 45 cm.
90 cm x 45 cm.
18. (3,5 pontos) Deseja-se obter ar atmosférico a uma temperatura de 15°C e umidade relativa de 75%.
Instala-se um aparelho constituído por um resfriador e um aquecedor. A finalidade do resfriador é retirar
a umidade do ar por meio da condensação do seu vapor. Sendo a temperatura na saída do resfriador
inferior à temperatura desejada, instalou-se um aquecedor para elevar a temperatura até 15°C.
Conhecidas a temperatura do ar e a umidade relativa que entra no aparelho como sendo 30°C e 80%,
respectivamente, a 1 atm, é correto afirmar que a temperatura do ar na saída do resfriador é
a)
b)
c)
d)
20,5°C.
17,0°C.
10,5°C.
5,0°C.
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19. (3,5 pontos) No superaquecimento presente em circuitos, a compressão mecânica de vapor é fonte
importante para o profissional de manutenção encontrar o grau de superaquecimento. Com relação a
esse assunto, analise as afirmações abaixo
I.
É produzido somente no final do evaporador e na tubulação de admissão instalada dentro do
espaço refrigerado.
II. Não pode produzir resfriamento útil, pois é produzido apenas na linha de admissão fora do espaço
refrigerado.
III. Elimina a possibilidade de o vapor de admissão úmido alcançar a entrada do compressor, evitando
prejuízos mecânicos.
Em relação a essas assertivas,
a)
b)
c)
d)
apenas o item I é correto.
apenas o item II é correto.
apenas o item III é correto.
os itens I, II e III estão corretos.
20. (3,5 pontos) Para responder esta questão, observe a planta baixa e os dados fornecidos a seguir. O
Dimensionamento de dutos pelo método da velocidade pode ser usado para pequenos sistemas que
tenham poucas bocas de insuflamento, como esse mostrado logo abaixo.
Dados
Velocidade
(m/min)
Vazão
3
(m /min)
Máquina
540
Trecho A
500
Trecho B
480
Boca 1
500
Boca 2
480
Boca 3
450
90
-
-
30
30
30
As dimensão do duto B e da boca de insuflamento 2, utilizando o método da velocidade são,
respectivamente,
a)
b)
c)
d)
50 cm x 25 cm e 25 cm x 25 cm.
50 cm x 20 e 25 cm x 20 cm.
50 cm x 15 cm e 25 cm x 10 cm.
50 cm x 10 cm e 20 cm x 20 cm.
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