Refrigeração

Universidade de Santa Cruz do Sul

Eng. Mecânica

1. O HISTÓRICO DA REFRIGERAÇÃO

A utilização da refrigeração vem desde os tempos antigos. Por exemplo a civilização chinesa, que muito tempo antes de Cristo, usava o gelo natural (colhido nas superfícies dos rios e lagos congelados e conservado em poços cobertos com palha) com a finalidade de conservar o chá que consumiam. As civilizações gregas e romanas também aproveitavam o gelo colhido no alto das montanhas, a custo do braço escravo, para o preparo de bebidas e alimentos gelados.

Já a civilização egípcia, que devido a sua situação geográfica e ao clima de seu país, não dispunham de gelo natural, refrescavam a água por evaporação, usando vasos de barro. O barro, sendo poroso, deixa passar um pouco da água contida no seu interior, a evaporação desta para o ambiente faz baixar a temperatura do sistema.

Posteriormente descobriu-se que dissolvendo nitrato de sódio em água abaixa a temperatura da mistura. Os métodos mais antigos de produção do frio faziam uso do gelo natural ou de misturas de sal e neve.

Alguns tipos de bactérias são responsáveis pela putrefação dos alimentos. A reprodução das bactérias pode ser impedida em muitos casos ou pelo menos limitada pela aplicação do frio, isto é, baixando suficientemente a temperatura do ambiente em que os mesmos proliferam. Essas conclusões provocaram, no século XVIII, uma grande expansão da indústria do gelo, que até então se mostrava incipiente.

Antigamente para conservar alimentos era utilizado o modo da salgação ou defumação por exemplo. A utilização do gelo e da refrigeração permitiu conservar os alimentos por muito mais tempo.

Apesar dos benefícios, existiam bastantes problemas em relação ao gelo, os maiores deles eram armazenar o gelo, transportar ele, e fazer a distribuição regular, pois nessa época o gelo era extraído de meios naturais, consequentemente a distribuição dependia da natureza, o armazenamento era muito difícil e o transporte era deficiente.

Em 1834, Jakob Perkins inventou o primeiro sistema mecânico que gerava gelo por meio de um compressor, liberando o homem da dependência da natureza.

Apesar das melhorias feitas nas maquinas, elas não eram muito utilizadas, pois era crença que o gelo criado pelo homem era prejudicial a saúde.

Foram criadas carroças para transportar o gelo, mas mesmo assim o transporte ainda era deficiente.

A utilização do gelo natural fez com que no inicio do sec XIX fosse criado as primeiras geladeiras.

O funcionamento da geladeira era simples, tinha varias repartições, e emcima de todas ficava uma pedra grande de gelo. A diferença de densidade do ar quente e frio fazia com que o interior do recipiente ficasse inteiro com mesma temperatura.

Mas ela tinha um grande problema, o gelo necessitava ser trocado quase todos os dias.

No inicio do sec. XX surgiu a energia, lampiões foram trocados por lâmpadas elétricas. Novas tecnologias surgiram nessa época.

Entre elas começa a surgir as primeiras geladeiras domésticas, em 1913. Sua aceitação foi mínima, pois as mesmas eram constituídas de um sistema manual também, exigindo muito esforço e atenção constante e com rendimento muito baixo.

Em 1918 surgi a primeira geladeira domestica automática, com funcionamento elétrico. Foi fabricada pela Kelvinator Company, dos Estados Unidos.

2.Processos de Refrigeração Define-se a refrigeração como, qualquer processo de remoção de calor que atinja uma temperatura abaixo da

temperatura do ambiente.

O calor se propaga, de um local de alta temperatura para um de baixa temperatura. Então, é necessário um bom isolamento térmico.

Em qualquer processo de refrigeração, a substância empregada como absorvente de calor é chamada de refrigerante.

Os processos de refrigeraçao podem ser classificados como sensíveis ou latentes.

As formas de refrigeração mais comuns são a refrigeração com gelo e a refrigeração mecânica por compressor elétrico.

2.1 Refrigeraçao com gelo. Antigamente era a única forma eficaz de refrigeração, e

predominava por todo o planeta.

Eficaz e bem simples, o gelo ficava na parte superior da caixa térmica ( com o interior isolado ), e a diferença de densidade do ar quente e do ar frio junto com a ação da gravidade fazia com que o ar circulasse dentro da câmara, baixando a temperatura interna.

Veja abaixo algumas vantagens e algumas desvantagens desse modo de refrigeração :

Desvantagens: Temperatura mínima limitada a 0oC; Necessidade de constante reposição; Eliminação da á água de degelo; Dificuldade de controle da razão de troca de calor

Vantagens: Evita a desidratação de produtos não embalados; Mantém a aparência de produtos não embalados; O gelo é muito usado na refrigeração de vegetais,

peixes e carnes, etc.

2.2 Refrigeração mecânica por compressor elétrico. A base do sistema de refrigeração mecânica é a capacidade dos

líquidos absorverem grandes quantidades de calor quando evaporam.

O sistema funciona em duas partes, compressão do refrigerante e descompressão do mesmo.

Quando comprimido refrigerante libera calor pelo condensador.

Logo após ele passa por um controlador de fluxo, o refrigerante se expande, e absorve o calor novamente por meio de um evaporador.

De modo mais simples o condensador libera calor do lado de fora do ambiente que vai ser refrigerado, o evaporador retira o calor do local a ser refrigerado.

Com a necessidade de sempre manter o sistema de refrigeração livre de umidade é necessário a instalação de um filtro secador, impedindo que haja o congelamento da interno dos canos.

3. Classificação de aplicações de sistemas de refrigeração. São dividas em seis categorias gerais:

Refrigeração doméstica Refrigeração Marítima e de transporte Refrigeração comercial Condicionamento de ar de conforto Refrigeração industrial Condicionamento de ar industrial

Existem diferença entre os tipos de refrigeração citados.

Alguns exemplos das diferenças:

I. Locais de aplicação;II. Temperaturas geradas pelo processo de refrigeração;III. Produtos utilizados na fabricação das máquinas de refrigeração;

Apesar das formas de aplicações diferenciadas, dos diversos tipos de necessidade e de consumidores, o processo de refrigeração é o mesmo.