Refrigeração: diferenças entre revisões
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O fluido refrigerante |
O fluido refrigerante sai do compressor pela linha de descarga em alta temperatura, passando pelo condensador onde realiza a troca de calor com o ambiente externo, é no condensador que ocorre a transformação do estado gasoso para o estado liquido ainda em alta temperatura e pressão, na saída do condensador o fluido refrigerante está quase totalmente em forma liquida, o que da sequencia à passagem no filtro secador que retira possíveis impurezas provenientes da tubulação de cobre e absorve o maior inimigo da refrigeração, a umidade, isso é feito com a ajuda da Sílica Gel. Dessa forma ele chega no Dispositivo de Expansão onde é submetido a uma queda de pressão brusca, quanto menor a pressão menor a temperatura, ou seja, quanto maior for o tubo capilar, menor será a pressão e consequentemente a temperatura assim na forma gasosa onde passa a ter dois estados: predominantemente líquido e, em menor quantidade, gasoso. O fluido refrigerante, nesse ponto, é denominado de flash gás. Logo, o fluido é conduzido para o evaporador, onde absorverá calor do ar do ambiente a ser climatizado, vaporizando-se. |
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Na saída do evaporador, na forma de gás, é succionado pelo compressor, que eleva sua [[pressão]] (e temperatura) para que possa ser conduzido através do condensador, onde cederá calor ao ambiente externo, condensando o fluido e completando o ciclo. |
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O [[ventilador]], força a circulação de ar, fazendo com que o ar a ser resfriado atravesse, de forma perpendicular, os tubos aletados da [[serpentina]] do evaporador. |
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[[Imagem:Evap.JPG|thumb|right|250px|Representação no diagrama pxh]] |
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Revisão das 19h31min de 7 de fevereiro de 2015
Refrigeração é a ação de resfriar determinado ambiente de forma controlada, tanto para viabilizar processos, processar e conservar produtos (refrigeração comercial e industrial) ou efetuar climatização para conforto térmico (veja ar-condicionado e ventilação).
Ciclos de refrigeração
Para diminuir a temperatura é necessário retirar energia térmica de determinado corpo ou meio. Através de um ciclo termodinâmico, calor é extraído do ambiente a ser refrigerado e é enviado para o ambiente externo. A refrigeração não destrói o calor, que é uma forma de energia. Ela apenas o move de um lugar não desejado para outro que não faz diferença.
Entre os ciclos de refrigeração, os principais são o ciclo de refrigeração padrão por compressão, o ciclo de refrigeração por absorção e o ciclo de refrigeração por magnetismo.
Ciclo de refrigeração por compressão. (R134a)
Banzatto
Em um ciclo de refrigeração, por compressão de vapor (refrigerador, ar-condicionado), existem basicamente cinco componentes:
Compressor, condensador, Filtro secador, dispositivo de expansão (Tubo Capilar) e evaporador.
O fluido refrigerante sai do compressor pela linha de descarga em alta temperatura, passando pelo condensador onde realiza a troca de calor com o ambiente externo, é no condensador que ocorre a transformação do estado gasoso para o estado liquido ainda em alta temperatura e pressão, na saída do condensador o fluido refrigerante está quase totalmente em forma liquida, o que da sequencia à passagem no filtro secador que retira possíveis impurezas provenientes da tubulação de cobre e absorve o maior inimigo da refrigeração, a umidade, isso é feito com a ajuda da Sílica Gel. Dessa forma ele chega no Dispositivo de Expansão onde é submetido a uma queda de pressão brusca, quanto menor a pressão menor a temperatura, ou seja, quanto maior for o tubo capilar, menor será a pressão e consequentemente a temperatura assim na forma gasosa onde passa a ter dois estados: predominantemente líquido e, em menor quantidade, gasoso. O fluido refrigerante, nesse ponto, é denominado de flash gás. Logo, o fluido é conduzido para o evaporador, onde absorverá calor do ar do ambiente a ser climatizado, vaporizando-se.
tapas de um Ciclo Ideal de Refrigeração
Evaporação
A evaporação é a etapa aonde o fluido refrigerante entra na serpentina como uma mistura predominantemente líquida, e absorverá calor do ar forçado pelo ventilador que passa entre os tubos aletados. Ao receber calor, o fluido refrigerante saturado vaporiza-se, absorvendo calor latente e calor sensível.
A capacidade de refrigeração, em W, pode ser expressada através da equação:
Compressão
A função do compressor é comprimir o fluido refrigerante, sempre no estado físico de vapor, elevando a pressão do fluido. Em um ciclo ideal, a compressão é considerada adiabática reversível (isoentrópica), ou seja, desprezam-se as perdas. Na prática perde-se calor ao ambiente nessa etapa, porém não é significativo em relação à potência de compressão necessária.
A potência de compressão, em W, pode ser expressada pela seguinte equação:
Condensação
A condensação é a etapa aonde ocorre a rejeição de calor do ciclo. No condensador, o fluido na forma de gás saturado é condensado ao longo do trocador de calor, que em contato com o ar cede calor ao meio ambiente.
O calor rejeitado pelo condensador, em W, pode ser expresso pela equação:
Expansão
A expansão é a etapa onde ocorre uma perda de pressão brusca, porém controlada que vai reduzir a pressão do fluido, da pressão de condensação para a pressão de evaporação. Em um ciclo ideal ela é considerada isoentálpica, despreza-se as variações de energia cinética e potencial.
Coeficiente de performance
O coeficiente de performance, COP, é um parâmetro fundamental na análise de sistemas de refrigeração. Mesmo sendo de um ciclo teórico, pode-se verificar os parâmetros que influenciam o desempenho do sistema. A capacidade de retirar calor sobre a potência consumida pelo compressor deve ser a maior possível.
Define-se COP com a seguinte relação:
Variáveis
- Vazão mássica de refrigerante em kg/s
- Calor retirado pelo evaporador em W.
- Calor cedido pelo condensador em W.
- Trabalho realizado pelo compressor em W.
, , e - Entalpia de estado J/kg.
- Coeficiente de performance.
Referências
- Andrew D. Althouse, Carl H. Turnquist, Alfred F. Bracciano (2003). Modern Refrigeration and Air Conditioning 18th Edition ed. [S.l.]: Goodheart-Wilcox Publishing. ISBN 1590702808