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Discente: Anderson dos Santos Formiga Disciplina: Instalações Industriais e Refrigeração
Docente: Osvaldo Soares da Silva
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDECENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTARUNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
CAMPUS DE POMBAL – PB
Descongelamento
Sempre importante estabelecer a periodicidade da descongelação;
O número de vezes vai depender do tipo de evaporador, da natureza da instalação e o método de descongelação;
Os grandes evaporadores sem isolamento, são geralmente descongelados apenas uma ou duas vezes por mês;
A duração do período de descongelação é determinada pela quantidade de acumulação de gelo no evaporador e pela quantidade de calor que pode ser aplicada para fundir o gelo.
Espaçamento das descongelações
Métodos de descongelação
Descongelação natural• Utiliza o calor do ar do espaço refrigerado para retirar o
gelo do evaporador.
Descongelação forçada• Utiliza outras fontes de calor.
As fontes mais comuns de fornecimento de calor suplementar são a água, salmoura, elementos elétricos aquecedores e o gás Quente proveniente da descarga do compressor.
Descongelação por água Para evaporadores com temperaturas inferiores a -40 °F;
A água é pulverizada sobre as serpentinas do evaporador.
Processo de descongelação
Válvula de retenção é
fechada
Refrigerante é escoado do evaporador
Compressor para e os ventiladores
desligados
Água de pulverização é
ligada até que o evaporador
fique descongelado
Água não é pulverizada sobre o espaço
refrigerado
Escoamento da água das
serpentinas do evaporador e do depósito
Pulverizadores desligados
I)
II)
Descongelação elétrica São empregadas resistências elétricas aquecedoras para
descongelação dos aparelhos de ar condicionado; O ciclo de descongelação elétrica pode ser iniciado e parado
manualmente ou automaticamente.
Válvula solenoide
Esvaziamento do evaporador
Elementos aquecedores
ativados e
Ventiladores são desligados, com isso o calor não
vai para o espaço refrigerado
Evaporador descongelado
Aquecedores são desativados
Fechada
Abertura Sistema volta a funcionar
Descongelação por gás quente
Tem muitas variantes, mas todas elas utilizam de algum modo o gás quente da descarga do compressor, como fonte de calor para descongelação do evaporador;
Instala-se uma derivação com uma
válvula solenoide entre a descarga do
compressor e o evaporador
Válvula solenoide
Gás quente do compressor contorna o
condensador e entra no evaporador
Aberta
Gás cede calor ao evaporador frio,
condensando e havendo a descongelação
Descongelação por gás quente
Serpentinas de Reevaporação
Durante o funcionamento do ciclo normal, a válvula solenoide localizada na linha de aspiração está aberta e o vapor aspirado do evaporador contorna a serpentina reevaporadora, a fim de evitar uma perda de pressão excessiva na linha de aspiração;
Quando a descongelação está completa, ciclo de descongelação pode acabar, quer pela atuação do regulador de descongelação, quer pela ação de um evaporador-temperatura atuado por um termostato.
Válvula solenoide da linha de gás
quente
Válvula solenoide da
linha de derivação de
aspiração
Os ventiladores do evaporador param e os do reevaporador
arrancam
Aberta
Fechada
O líquido condensado no evaporador é reevaporado na serpentina de reevaporação
O vapor é comprimido e retorna ao evaporador
Descongelação completa
Compressor
Válvula solenoide da linha de gás
quente
Válvula solenoide da linha de derivação de
aspiração
FechadaAberta
Serpentinas de Reevaporação
Serpentinas de Reevaporação
Sistema de descongelação por evaporadores múltiplos
Quando dois ou mais evaporadores estão ligados a um condensador comum, os evaporadores podem ser descongelados individualmente e, neste caso, o evaporador que está a funcionar serve de reevaporador do refrigerante condensado do evaporador que está a ser descongelado.
Ciclo de descongelação inverso
Aplicando o princípio do ciclo inverso (Bomba de calor), o condensador pode ser utilizado como serpentina reevaporadora do refrigerante que se condensa do evaporador durante o ciclo de descongelação;
É utilizada uma válvula de expansão automática para introduzir o líquido refrigerante no condensador, para reevaporação.
Ciclo de descongelação inverso
(a) Sistema de descongelação de gás quente por ciclo inverso (operação normal).(b) Sistema de descongelação de gás quente por ciclo inverso (Ciclo de descongelação).
Bateria aquecedora de descongelação
A termobateria, método de descongelação de gás quente, utiliza uma bateria de água para armazenar a quantidade de calor geralmente desperdiçado no condensador quando evaporador está a ser refrigerado;
Durante o ciclo de descongelação, o calor armazenado na bateria de água é utilizado para reevaporar o refrigerante condensado no evaporador descongelado.
Calor desperdiçado
no condensadorBateria de água Descongelamento
Bateria aquecedora de descongelação
Descongelação Vapot
Vapot é uma linha de aspiração acumuladora especial, concentra o líquido refrigerante condensado no evaporador;
Por intermédio de um tubo de escoamento rigorosamente dimensionado, volta a enviar, continuamente, uma quantidade determinada de líquido para o compressor, em conjunto com o vapor aspirado;
Vapot fornece uma contínua fonte de calor latente para a descongelação do evaporador e, simultaneamente, elimina a possibilidade de retorno ao compressor de grandes quantidades de líquido.
Compressão em Multi-Estágios (Booster)
Em grandes instalações, deve ser utilizado um sistema de funcionamento em multi-estágios (T < 0°F);
Dois tipos básicos: Estágios diretos Estágios em cascata
Estágio direto: Utiliza dois ou mais compressores ligados em série para comprimir um único refrigerante em estágios sucessivos;
Estágio em cascata: Emprega dois ou mais circuitos separados de refrigerante, que utilizam refrigerantes tendo pontos de ebulição progressivamente mais baixos.
Compressão em Multi-Estágios (Booster)
(a) Sistema de compressão por três estágios diretos. (b) Sistema em cascata (2 estágios).
(a) (b)
Inter-refrigeradores (Trocadores de frio)
Devido a grande diferença de temperatura entre o condensador e o evaporador, é sempre preferível refrigerar o líquido refrigerante;
Tipo Jateamento: As vantagens principais do inter-refrigerador do tipo jateamento
são sua simplicidade e baixo custo, porém tem como desvantagem a pressão do líquido que passa para o evaporador, que é reduzida à pressão intermediária no inter-refrigerador.
Tipo carcaça e serpentina ou fechado: Difere do tipo jateamento porque apenas uma porção do líquido
do condensador é expandida para o inter-refrigerador, portanto, a pressão não é reduzida a uma pressão intermediária.
Inter-refrigeradores (Trocadores de frio)
As vantagens são as pressões mais elevadas do líquido;
Tipo expansão seca: Não é apropriado para sistemas de amônia; O dessuperaquecimento é conseguido superalimentando o
inter-refrigerador.
Estágios Diretos versus Estágios em Cascata
Estágios Diretos: Utilizam refrigerantes com ponto de ebulição suficientemente
baixos para produzir a baixa temperatura exigida no condensador;
Esses refrigerantes são condensáveis a pressões pouco elevadas utilizando o ar ou a água à temperatura normal.
Estágios em Cascata: Empregam refrigerantes no estágio inferior com baixos pontos
de ebulição a pressão elevada (metano, etano, etileno); A principal desvantagem é a superposição das temperaturas
dos refrigerantes no condensador de cascata, reduzindo a eficiência térmica;
Por outro lado, os estágios em cascata tornam possível o emprego de refrigerantes de grande densidade.
Diminuições de carga e Controle de capacidade
Embora não seja comum aos sistemas de baixa temperatura, o problema das diminuições de cargas, é mais grave nesses sistemas em virtude da diferença de temperaturas existentes;
Recomenda-se que o compressor seja dimensionado para 150% da potência exigida;
A pressão de aspiração deve ser limitado por um regulador de pressão ou por uma válvula de expansão limitadora de pressão colocada no cárter;
Os métodos de controle da capacidade para os sistemas de estágios múltiplos, são iguais aos utilizados nos sistemas de estágio único.
Sistema de temperatura Múltipla É aquele em que, dois ou mais evaporadores funcionando em
diferentes temperaturas e localizados em espaços ou equipamentos diferentes, são ligados à mesma unidade compressora ou condensadora;
Tem como principais vantagens a economia de espaço e o custo inicial do equipamento;
Porém, os elevados custos de funcionamento são normalmente superiores a vantagem do custo inicial;
São economicamente justificados em instalações de pequena capacidade;
Outra grande desvantagem é no caso de avaria do compressor, todas as áreas servidas ficarão sem refrigeração.
Sistema de temperatura Múltipla controlados a solenoide
São frequentemente utilizadas válvulas de retenção termostáticas, controladas a solenoide, instaladas em ambas as linhas, de líquido ou de aspiração, dos evaporadores de alta temperatura;
O funcionamento deste tipo de sistema é semelhante ao dos sistemas que empregam reguladores de pressão na linha de aspiração;
As válvulas solenoides são controladas por um termostato atuado pela temperatura ambiente;
A colocação de válvulas solenoide tem a desvantagem de exigir válvulas muito mais caras.
Sistema de temperatura Múltipla controlados a solenoide
No caso de uma fuga no controle do refrigerante, existe sempre o perigo de o líquido se acumular no evaporador, enquanto a válvula solenoide estiver fechada e de entrar no compressor quando a válvula se abre;
Quando ambas as linhas, de aspiração e de líquido, têm válvulas solenoides, devem ser instalados válvulas de retenção nas linhas de aspiração dos evaporadores, evitando temperaturas e pressões excessivas nessas unidades.
Ciclo de Refrigeração-Absorção
Semelhante ao ciclo de compressão de vapor;
Usa refrigerante volátil (amônia ou água);
O refrigerante vaporiza no evaporador a baixa pressão e se condensa a alta pressão no condensador;
Difere do ciclo de compressão de vapor na força motriz que circula o refrigerante através do sistema.
O compressor de vapor é substituído por um absorvedor e gerador.
Combinações de Refrigerante-Absorvente
O absorvente deve ter uma grande afinidade como vapor do refrigerante;
Os dois fluidos devem ser seguros, estáveis e não corrosivos, tanto individualmente como em combinação;
Idealmente o absorvente deve ter uma volatilidade pequena;
O refrigerante deve ter um calor latente suficientemente alto, para que o fluxo não seja excessivo;
As combinações refrigerante-absorvente mais usadas é amônia e água e água e o brometo de lítio.
Sistemas de Amônia-Água São geralmente empregados em refrigeradores domésticos,
sistemas comerciais e industriais;
Ambos os fluidos são altamente estáveis e compatíveis com a maior parte dos materiais utilizados nos sistemas de refrigeração;
Apenas o cobre e as suas ligas não são recomendadas;
O refrigerante amônia tem um calor latente elevado, mas e levemente tóxico;
A maior desvantagem desse sistema é a água ser razoavelmente volátil, podendo reduzir a eficiência de refrigeração, caso chegue no evaporador.
Sistemas de Água-Brometo de Lítio
São largamente utilizados em ar condicionado e outras aplicações de alta temperatura;
Com a água como refrigerante, não se pode usar esse sistema em dispositivos onde a temperatura do evaporador seja inferior a 32 °F;
A grande desvantagem desse sistema é que o absorvente não é totalmente solúvel na água em todas as circunstâncias;
A grande vantagem é que o absorvedor não é volátil, não ocorrendo a mistura do absorvente com o vapor do refrigerante;
Sistemas domésticos de absorção
Adicionando um terceiro fluido, um gás inerte como o hidrogênio, ao sistema de absorção, equilibra-se as partes de baixa e de alta pressão, a onde não é necessário usar um bomba de solução ou qualquer dispositivo móvel;
Esses sistemas, tem um grande campo de aplicação;
O ciclo funciona baseado na lei de Dalton, que determina que a pressão total de toda mistura, gás e vapor, é igual a soma das pressões parciais exercidas por cada componente da mistura;
Nesse sistema a pressão total exercida pelos gases e vapores é teoricamente igual em todo o sistema.
Sistemas de Absorção versus Sistemas de Compressão de Vapor
O equipamento de absorção é muito mais simplificado e muito menos caro do que o de compressão de vapor;
Os sistemas de absorção são mais silenciosos e tem menos manutenção;
O coeficiente termodinâmico de funcionamento é muito menor na maquina de absorção do que na de compressão de vapor;
Os sistemas de absorção não são normalmente econômicos quando se tem de instalar e manter uma caldeira apenas para refrigeração.
Referência
ROY J. DOSSAT. Princípios de refrigeração. Hemus. Edição 1, 2004.
