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REFRIGERAÇÃO

Universidade Federal de Santa CatarinaUniversidade Federal de Santa Catarina

Everton WerlangRóger Mahl

Introdução à Engenharia Mecânica2011.2

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O QUE É REFRIGERAÇÃO?

Refrigeração é um processo que consiste em retirar de um determinado ambiente uma quantidade de calor, baixando sua temperatura e mantendo-a nessa condição.

Mas vale lembrar que refrigeração é diferente de climatização.

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PRINCIPAIS PRINCÍPIOS FÍSICOS

Calor Temperatura Pressão Calor Latente e Sensível Hidrodinâmica

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SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO

Refrigeração por Absorção de Vapor

Refrigeração Termoelétrica

Refrigeração por Compressão Mecânica de Vapor

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Refrigeração por absorção de vapor

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Refrigeração Termoelétrica

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Refrigeração Termoelétrica

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REFRIGERAÇÃO POR COMPRESSÃO MECÂNICA DE VAPOR

Partes Constituintes

• Compressor

• Condensador

• Dispositivo de Expansão

• Evaporador

• Fluido Refrigerante

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CONDENSADOR

É um trocador de calor que efetua a troca térmica entre o refrigerante e a vizinhança utilizando água ou ar (vizinho).

Quando usa o ar para retirar o calor do refrigerante, normalmente o faz usando ventiladores que aumentam a troca térmica (por exemplo – radiador dos automóveis).

Quando a água é usada, vários sistemas podem ser utilizados sendo que o mais comum na refrigeração é a torre de resfriamento.

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EVAPORADOR

É um trocador de calor utilizado para retirar (absorver) calor do ambiente a ser refrigerado.

Normalmente é utilizado um radiador com o ar forçado por ventilador.

Estando o evaporador muito mais frio que o ambiente, este cede calor, baixando sua temperatura.

Por convecção (o ar mais quente sobe e o mais frio desce) o ambiente vai sendo refrigerado.

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VÁLVULA DE EXPANÇÃO

O mais comum é o tubo capilar Faz com que o fluido refrigerante perca pressão

(Princípio de Bernoulli) Controla a quantidade de fluido no evaporador

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COMPRESSOR

Cria o fluxo do fluido refrigerante ao longo dos componentes, comprimindo-o à alta pressão e temperatura até o condensador.

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FLUIDO REFRIGERANTE

Sua principal função é absorver o máximo de calor do ambiente a ser refrigerado enquanto se vaporiza

Não deve ser

▫ Tóxico

▫ Corrosivo

▫ Inflamável

CFC

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FLUIDO REFRIGERANTE

CFC - São moléculas formadas pelos elementos cloro, flúor e carbono. (Exemplos: R-11, R-12, R-502, etc.).

Os CFC’s destroem a camada de ozônio. A camada de ozônio sendo danificada permite que raios ultravioleta (UV) do sol alcancem a superfície da Terra.

HCFC - Alguns átomos de cloro são substituídos por hidrogênio (Exemplos: R-22, R-141b, etc.).

HFC - Todos os átomos de cloro são substituídos por hidrogênio (Ex: R-134a, R-404A, R-407C, etc.).

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http://www.youtube.com/watch?v=a0NWkp4fJi0&feature=related

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FLUIDO REFRIGERANTE

Amônia (NH3):

Possui cheiro irritante, é empregado em sistemas de absorção na refrigeração industrial.

Gás carbônico (CO2): R-774

É o gás expelido pelos nossos pulmões.

Devido a seu ponto de ebulição extremamente baixo, necessita de alta pressão na compressão.

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FLUIDO REFRIGERANTE

Freon® 12 e 22:

É um gás a base de cloro-fluor-carbono (CFC) e que muito se aproxima do refrigerante ideal, porém, agride a camada de ozônio se liberado na atmosfera.

O mais utilizado até hoje é o R22 apesar de já existir protocolo internacional (1985 Convenção de Viena e 1987 Protocolo de Montreal – jan/2010 Fim da produção de CFC’s em países como o Brasil) para substituição gradual do Freon® por outros gases menos agressivos à atmosfera, como os HCFC e R404A, R507 e R134A da DuPont.

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FLUIDO REFRIGERANTE

376216163Entalpia vaporização a 25 ºC [kJ/kg]

58107124Pressão vapor a 25 ºC [kPa]

60013701470Densidade a 25 ºC [kg/m3]

3.654.074.01Pressão Crítica [MPa]

408374388Temperatura Crítica [K]

261.5246.6243.2Temperatura ebulição [K]

0.0580.1020.121Massa molar [kg/mol]

Iso-butano, CH3)3CH

1,1,1,2-Tetrafluoro-etano, CF3CH2F

Dicloro-difluoro-metano, CCl2F2

Nome, fórmula

R600aR134aR12Refrigerante

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FLUIDO REFRIGERANTE

Refrigeração

Climatização

Congelação

Refrigeração por absorção

- 30ºC

- 40ºC

- 46ºC

- 33ºC

Freon 12 (R12)

Freon 22 (R22)

Freon 502 (R502)

Amoníaco

AplicaçãoTvaporizaçãoSubstância

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DISCIPLINAS

EMC5403 - Transmissão de Calor I – 5ª fase

EMC5404 - Transmissão de Calor II – 6ª fase

Optativas

EMC5437 - Experimentos Básicos em Ciências Térmicos

EMC5444 - Projetos de Sistemas Térmicos

EMC5412 - Transferência de Calor e Mecânica dos Fluidos Computacional

EMC5453 - Projeto em Refrigeração e Ar Condicionado

EMC5472 - Refrigeração e Condicionamento de Ar

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Alguns Links

http://www.youtube.com/watch?v=N331MazVVVY&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=DZoSkf2nKSw&feature=relmfu