Refrigeradores: Tipos, Funcionamento e Fluídos Refrigerantes

Universidade Federal de São João delRei UFSJ OPE RAÇÕES UNITÁRIAS II REFRIGERADORES REFRIGERADORES O QUE SÃO E PARA QUE SERVEM São equipamentos utilizados para acondicionamento de produtos a baixa temperatura visando ampliar o prazo de validade conforto térmico operações de separação controle de temperatura de processos etc Utilizam em sua maioria um fluido de refrigeração que percorre um ciclo fechado REFRIGERADORES O QUE SÃO E PARA QUE SERVEM Os equipamentos de refrigeração podem promover a redução de apenas alguns graus centigrados ou até atingirem temperaturas próximas ao zero absoluto REFRIGERADORES SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO Embora possam ter sistemas mais complexos a forma de se refrigerar está baseada em 3 tipos principais de sistemas de refrigeração o Sistema por COMPRESSÃO DE VAPOR o Sistema ELETROTÉRMICO o Sistema por ABSORÇÃO DO FLUIDO REFRIGERANTE REFRIGERADORES SISTEMA POR COMPRESSÃO MECÂNICA DE VAPOR Conceito Capacidade Frigorífica é a taxa de transferência de calor fornecida ao FR no evaporador REFRIGERADORES SISTEMA POR ABSORÇÃO DO FLUIDO REFRIGERANTE REFRIGERADORES SISTEMA ELETROTÉRMICO REFRIGERADORES FENÔMENOS ENVOLVIDOS EFEITO JOULETHOMPSON TRANSFERÊNCIA DE CALOR LIBERAÇÃO E ABSORÇÃO DO FLUIDO REFRIGERANTE PARA O MEIO TRANSFERÊNCIA DE MASSA REFRIGERADORES FLUIDOS REFRIGERANTES Ser de fácil detecção Miscibilidade com óleos lubrificantes sem que haja reação Não ser corrosivo Não ser tóxico Não ser inflamável Ter estabilidade química Ter elevado calor latente de vaporização Evaporar a pressões ligeiramente acima da atmosférica Ter baixo volume específico Condensar a pressões moderadas Não deve reagir com alimentos Não reagir com a camada de ozônio REFRIGERADORES CLASSE DOS FLUIDOS REFRIGERANTES Classe 1 Resfriam materiais por absorção de calor latente CFCs HCFCs e HFCs Classe 2 Resfriam substâncias pela adsorção de calor sensível salmoura de CaCl2 NaCl alcool Classe 3 Soluções que contem vapors adsorvidos de agentes liquidificáveis Água NH3 Água LiBr REFRIGERADORES CICLO DE REFRIGERAÇÃO DE CARNOT 𝜷𝒎𝒂𝒙 𝑸𝒆𝒏𝒕 𝒎 𝑾𝒄 𝒎 𝑾𝒕 𝒎 𝑻𝒄𝒔𝒂 𝒔𝒃 𝑻𝒉 𝑻𝒄𝒔𝒂 𝒔𝒃 𝜷𝒎𝒂𝒙 𝑻𝒄 𝑻𝒉 𝑻𝒄 𝑻𝒄𝒔𝒂 𝒔𝒃 𝑻𝒉𝒔𝒂 𝒔𝒃 𝑻𝒉 𝑻𝒄𝒔𝒂 𝒔𝒃 REFRIGERADORES DESVIOS DO CICLO DE REFRIGERAÇÃO DE CARNOT 1 Transferências Irreversíveis entre o Refrigerante e as Regiões de Troca Térmica 𝜷 𝑻𝒄 𝑻𝒉 𝑻𝒄 𝜷 𝜷𝒎𝒂𝒙 REFRIGERADORES DESVIOS DO CICLO DE REFRIGERAÇÃO DE CARNOT 2 Condições não Ideais do Refrigerante no Equipamento Compressor 𝜷 𝑸𝒆𝒏𝒕 𝒎 𝑾𝒄 𝒎 𝑾𝒕 𝒎 𝒉𝟏 𝒉𝟒 𝒉𝟐𝒔𝒉𝟏 𝒉𝟒 𝒉𝟑 𝜷 𝜷𝒎𝒂𝒙 REFRIGERADORES DESVIOS DO CICLO DE REFRIGERAÇÃO DE CARNOT 3 Baixa Eficiencia da Turbina nas Condições de Operação 𝒉𝟑 𝒉𝟒 REFRIGERADORES DESVIOS DO CICLO DE REFRIGERAÇÃO DE CARNOT 4 Irreversibilidade do Compressor 𝜼 𝒉𝟐𝒔 𝒉𝟏 𝒉𝟐 𝒉𝟏 REFRIGERADORES O DIAGRAMA p h REFRIGERADORES UNIDADES DE MEDIÇÃO Sistema Internacional de Unidades Sistema Americano de Engenharia kW Btuh 293x104 kW Usual no Meio de Refrigeração TR 35169 kW