Refrigerao

Refrigerao a ao de resfriar determinado ambiente de forma controlada, tanto para viabilizar processos, processar e conservar produtos (refrigerao comercialeindustrial) ou efetuar climatizao para conforto trmico. A amnia foi o primeiro liquido usado industrialmente. Para diminuir atemperatura necessrio retirar energia trmica de determinado corpo ou meio. Atravs de umciclo termodinmico, calor extrado do ambiente a ser refrigerado e enviado para o ambiente externo. A refrigerao no destri o calor, que uma forma de energia. Ela apenas o move de um lugar no desejado para outro que no faz diferena.As caractersticas necessrias para que um liquido voltil tenha aplicao industrial so: alto calor latente de evaporao e vapores com pequenos volumes especficos. Entre os ciclos de refrigerao, os principais so o ciclo de refrigerao padro por compresso, o ciclo de refrigerao por absoro.

Sistema de refrigerao por Absoro

O sistema por absoro baseia-se no fato de a amnia ser absorvida pela agua. Esta soluo transportada para o gerador onde, recebendo calor, desprende o gs aminiaco, que resfriado no condensador se transforma em liquido. A amnia liquida levada a cmara frigorifica, onde ao passar para o estado de vapor retira calor do meio a refrigerar.

Ciclo bsico de refrigerao por absoro

O ciclo bsico de refrigerao por absoro opera com dois nveis de presso, estabelecidos pelas temperaturas de evaporaoe condensao, respectivamente. A Figura 1 mostra um esquema de um ciclo bsico de refrigerao por absoro e seus componentes principais. Pela figura se pode observar que o ciclo contm dois circuitos, o circuito da soluo e o circuito de refrigerante. As setas indicam o sentido de escoamento do refrigerante e da soluo, e tambm o sentido do fluxo de calor entrando ou saindo do ciclo. Nogerador, calor de uma fonte a alta de temperatura adicionado ao ciclo a uma taxa , fazendo com que parte do refrigerante vaporize temperatura de gerao, e se separe da soluo. Esse vapor de refrigerante segue para ocondensador, onde o calor de condensao removido do ciclo, por meio de gua ou ar, a uma taxa , fazendo com que o refrigerante retorne para a fase lquida temperatura de condensao. O refrigerante lquido, alta presso, passa por uma vlvula de expanso -VEX, onde ocorre uma brusca queda de presso associada com a evaporao de uma pequena parcela do refrigerante. Esse fenmeno, conhecido comoexpanso, faz cair a temperatura do refrigerante, que segue ento para oevaporador. No evaporador, o refrigerante lquido, a uma baixa presso e a uma baixa temperatura, retira calor do meio que se deseja resfriar a uma taxa, retornando novamente para a fase de vapor temperatura de evaporao. No gerador, aps a separao de parte do refrigerante, a soluo remanescente torna-se umasoluo fraca ou pobre em refrigerante. Essa soluo pobre, a uma alta temperatura e a uma alta presso, passa por uma vlvula redutora de presso -VRP, tem sua presso reduzida ao nvel da presso de evaporao e segue para oabsorvedor. No absorvedor, a soluo absorve vapor de refrigerante oriundo do evaporador, tornando-se umasoluo forte ou ricaem refrigerante. O processo de absoro exotrmico, e para que esse processo no sofra interrupo, o calor de absoro precisa ser removido do ciclo a uma taxa, de forma a manter constante a temperatura de absoro. Uma bomba de recirculao de soluo -BSC responsvel por, simultaneamente, elevar a presso e retornar a soluo rica para o gerador, garantindo assim a continuidade do ciclo. Vale destacar que o condensador e gerador esto submetidos uma mesma presso, presso de alta do sistema, e por isso, em alguns equipamentos comerciais, so abrigados em um mesmo vaso. Da mesma forma, o evaporador e o absorvedor esto submetidos mesma presso, presso de baixa do sistema, e eventualmente abrigados em um mesmo vaso.

Sistema de refrigerao por compresso

Em um ciclo de refrigerao padro por compresso (refrigerador,ar-condicionado), existem basicamente quatro componentes:Compressor,condensador,dispositivo de expansoeevaporador.O fluido refrigerante na forma de lquido saturado passa pelo dispositivo de expanso (restrio), onde submetido a uma queda de presso brusca, onde passa a ter dois estados, o lquido e o gasoso. O fluido refrigerante, nesse ponto, denominado de flash gs. Ento o fluido conduzido pelo evaporador, onde absorver calor do ar do ambiente a ser refrigerado, vaporizando-se.Na sada do evaporador, na forma de gs ele succionado pelo compressor, que eleva suapresso(e temperatura) para que possa ser conduzido atravs do condensador, que ceder calor ao ambiente externo, condensando o fluido e completando o ciclo. Oventiladorou fan, efetua a circulao de ar, fazendo com que o ar a ser resfriado entre em contato com aserpentinado evaporador.Etapas de um Ciclo Ideal de Refrigerao

EvaporaoA evaporao a etapa aonde o fluido refrigerante entra na serpentina como uma mistura predominantemente lquida, e absorver calor do ar forado pelo ventilador que passa entre os tubos. Ao receber calor, o fluido saturado vaporiza-se, utilizando-se docalor latentepara poder maximizar a troca de calor.

CompressoA funo do compressor comprimir o fluido refrigerante, elevando a presso do fluido. Em um ciclo ideal, a compresso considerada adiabtica reversvel (isoentrpica), ou seja, desprezam-se as perdas. Na prtica perde-se calor ao ambiente nessa etapa, porm no significativo em relao potncia de compresso necessria.

CondensaoA condensao a etapa aonde ocorre a rejeio de calor do ciclo. No condensador, o fluido na forma de gs saturado condensado ao longo do trocador de calor, que em contato com o ar cede calor ao meio ambiente.

ExpansoA expanso a etapa onde ocorre uma perda de presso brusca, porm controlada que vai reduzir a presso do fluido da presso de condensao para a presso de evaporao.

Caractersticas dos RefrigerantesAs principais caractersticas dos refrigerantes usados industrialmente esto relacionados a seguir:a) Quanto a segurana No deve ser txico No deve ser inflamvel ou explosivo No deve ser corrosivo No deve contaminar os produtos submetidos a refrigerao b) Quanto aos aspectos fsico-qumicos: Alto calor latente de vaporizao Alto peso especifico (ocupar pequeno volume) Presso de vaporizao na temperatura de evaporador maior que a presso atmosfrica ( evitar contaminao do ar) Baixa presso de condensao na temperatura ambiente Elevada temperatura critica do refrigerante Baixo ponto de fuso Imiscvel com o leo lubrificante Baixa viscosidade Elevada condutividade trmica

Compressores de Refrigerao

Os compressores usados no sistema de refrigerao classificam-se em dois grupos principais compressores alternativos e compressores rotativos. Sendo os compressores alternativos mais usados.

Lubrificao Nos compressores alternativos sem cruzetas, a lubrificao dos cilindros por salpico, nos tipo cruzeta, o leo fornecido separadamente as gaxetas e aos cilindros.

Caractersticas dos leos Lubrificantes Embora o lubrificante seja exigido apenas no compressor, ele circula atravs do sistema junto com o refrigerante, com o qual est em contato ntimo durante extremos de temperatura e presso que ocorrem durante o ciclo da refrigerao. O lubrificante, portanto, deve no somente ser adequado ao ambiente de alta temperatura do compressor, como tambm evitar reaes com o refrigerante e formao de depsitos no lado de baixa presso e temperatura do sistema.Os leos de refrigerao so de dois tipos principais: base naftnica e base parafnica. Em geral, os leos naftnicos so os escolhidos para os sistemas de baixa temperatura.