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1 REFRIGERAÇÃO Universidade Federal de Santa Catarina Everton Werlang Róger Mahl Introdução à Engenharia Mecânica 2011.2.

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1 1 REFRIGERAÇÃO Universidade Federal de Santa Catarina Everton Werlang Róger Mahl Introdução à Engenharia Mecânica

2 2 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.

3 3 PRINCIPAIS PRINCÍPIOS FÍSICOS Calor Temperatura Pressão Calor Latente e Sensível Hidrodinâmica

4 4 SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO Refrigeração por Absorção de Vapor Refrigeração Termoelétrica Refrigeração por Compressão Mecânica de Vapor

5 5 Refrigeração por absorção de vapor

6 6 Refrigeração Termoelétrica

7 7

8 8 REFRIGERAÇÃO POR COMPRESSÃO MECÂNICA DE VAPOR Partes Constituintes Compressor Condensador Dispositivo de Expansão Evaporador Fluido Refrigerante

9 9 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.

10 10 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.

11 11 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

12 12 COMPRESSOR Cria o fluxo do fluido refrigerante ao longo dos componentes, comprimindo-o à alta pressão e temperatura até o condensador.

13 13 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

14 14 FLUIDO REFRIGERANTE CFC - São moléculas formadas pelos elementos cloro, flúor e carbono. (Exemplos: R-11, R-12, R-502, etc.). Os CFCs 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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17 17 FLUIDO REFRIGERANTE Amônia (NH 3 ): Possui cheiro irritante, é empregado em sistemas de absorção na refrigeração industrial. Gás carbônico (CO 2 ): R-774 É o gás expelido pelos nossos pulmões. Devido a seu ponto de ebulição extremamente baixo, necessita de alta pressão na compressão.

18 18 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 CFCs 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.

19 19 FLUIDO REFRIGERANTE Entalpia vaporização a 25 ºC [kJ/kg] Pressão vapor a 25 ºC [kPa] Densidade a 25 ºC [kg/m 3 ] Pressão Crítica [MPa] Temperatura Crítica [K] Temperatura ebulição [K] Massa molar [kg/mol] Iso-butano, CH 3 ) 3 CH 1,1,1,2-Tetrafluoro-etano, CF 3 CH 2 F Dicloro-difluoro- metano, CCl 2 F 2 Nome, fórmula R600aR134aR12Refrigerante

20 20 FLUIDO REFRIGERANTE Refrigeração Climatização Congelação Refrigeração por absorção - 30ºC - 40ºC - 46ºC - 33ºC Freon 12 (R12) Freon 22 (R22) Freon 502 (R502) Amoníaco Aplicação T vaporização Substância

21 21 DISCIPLINAS EMC Transmissão de Calor I – 5ª fase EMC Transmissão de Calor II – 6ª fase Optativas EMC Experimentos Básicos em Ciências Térmicos EMC Projetos de Sistemas Térmicos EMC Transferência de Calor e Mecânica dos Fluidos Computacional EMC Projeto em Refrigeração e Ar Condicionado EMC Refrigeração e Condicionamento de Ar

22 22 Alguns Links


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