REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO Aula 01 ~ História da refrigeração

Apresentação em tema: "REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO Aula 01 ~ História da refrigeração"— Transcrição da apresentação:

1 REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO Aula 01 ~ História da refrigeração
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA TM-374 REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO Aula 01 ~ História da refrigeração por Prof. Strobel

2 Objetivos Os objetivos desta aula são:
Definir o conceito de Refrigeração e Ar condicionado; Introduzir aspectos históricos de: Métodos de refrigeração natural; Métodos de refrigeração artificial. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

3 Conceitos fundamentais
Definição de “Refrigeração” Refrigeração é um termo definido como sendo o processo de resfriamento de um corpo ou de um fluido até uma temperatura inferior à temperatura ambiente. Não é um processo espontâneo. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

4 Conceitos fundamentais
Definição de “Arrefecimento” Arrefecimento é um termo definido como sendo o processo de queda de temperatura que acontece com sólidos e fluidos que estão acima da temperatura ambiente até atingir o equilíbrio com o ambiente. Pode ser um processo espontâneo ou não. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

5 Conceitos fundamentais
Definição de “Resfriamento” Resfriamento é o processo de redução da temperatura de um sólido ou fluido que está na temperatura ambiente até sua temperatura de congelamento. Não é um processo espontâneo.  Definição de “Congelamento” Congelamento é o processo de redução da temperatura de um sólido ou fluido para temperaturas bem inferiores à sua temperatura de congelamento. Não é um processo espontâneo. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

6 Conceitos fundamentais
Definição de “Ar Condicionado” Ar Condicionado ou condicionamento de ar, é um termo definido como sendo o tratamento de ar de forma a controlar, simultaneamente, a temperatura, a umidade relativa, a qualidade e a circulação/renovação de ar, requerido por ocupantes, processos ou produtos em um espaço determinado. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

7 Aplicações da Refrigeração
As principais aplicações da refrigeração: Processamento e preservação de alimentos; Conforto ~ bebidas no verão; Conforto ~ Condicionamento de ar comercial, residencial, industrial e veicular; Processos industriais, indústria química; Medicina, criogenia; Entre outros... Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

8 História da Refrigeração
A história da refrigeração pode ser dividida em duas: Período da refrigeração natural: Períodos pré-históricos até o início do século 19. Período da refrigeração artificial; Do século 19 até os dias atuais. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

9 Refrigeração Natural Métodos de refrigeração natural:
Uso de gelo natural, ou seja: Transportado de regiões frias; Coletado no inverno e armazenado para uso no verão; Produzido por resfriamento noturno (estratosfera a -55°C). Uso de resfriamento evaporativo. Resfriamento por solução salina. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

10 Refrigeração Natural Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

11 Refrigeração Natural Algumas limitações da refrigeração natural:
Depende das condições geográficas do local; Depende das condições climáticas; Dificuldade da obtenção de refrigeração em larga escala; Custo elevado (transporte, armazenamento, mão de obra), não sendo disponível para todos. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

12 Refrigeração Artificial
As primeiras tentativas de refrigeração artificial: Em 1755, o professor escocês William Cullen produziu uma pequena quantidade de gelo pela evaporação de éter submetido à vácuo. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

13 Refrigeração Artificial
Sistema de refrigeração por compressão de vapor: Em 1805, o engenheiro americano Oliver Evans descreve um ciclo fechado para produzir refrigeração de maneira contínua; Em 1835, Jacob Perkins patenteia e constrói o sistema descrito por Oliver Evans, utilizando éter etílico como fluido refrigerante, em Londres. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

14 Refrigeração Artificial
Sistema de refrigeração de Jacob Perkins Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

15 Refrigeração Artificial
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16 Refrigeração Artificial
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17 Refrigeração Artificial
Outros pioneiros: O engenheiro americano Alexander Twining recebe uma patente britânica em 1850 para um sistema de compressão de vapor que utiliza Éter, Amônia e Dióxido de Carbono; James Harrison obtém uma patente em 1856 por construir um sistema de compressão a vapor utilizando Álcool, éter e amônia. Charles Tellier da França patenteia um sistema baseado em Éter Dimethil, em 1864. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

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Outros eventos marcantes: 1874: Raoul Pictet desenvolve um sistema baseado em Dióxido Sulfúrico em Genebra; 1877: Carl von Linde da Alemanha Desenvolve o primeiro sistema baseado em Amônia. 1885: Fraunz Windhausen desenvolve o primeiro sistema baseado em Dióxido de carbono na Alemanha. 1920: Copeland e Edwards desenvolvem refrigeradores domésticos que operam com isobutano. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

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Refrigeradores domésticos: O refrigerador de bloco de gelo foi introduzido em 1803 e utilizado por mais de um século; General Electric desenvolve o primeiro refrigerador de uso doméstico em 1911 nos EUA, seguido pela Frigidaire em 1915 e pela Kelvinator em 1918. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

20 Refrigeração Artificial
A rápida ascensão dos sistemas de compressão é atribuído ao desenvolvimento simultâneo de: Motores elétricos e compressores; Melhores selos mecânicos; Automação e controle; Introdução dos CFC’s em 1930. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

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Desenvolvimento de sistemas de condicionamento de ar: 1891: Eastman Kodak instala o primeiro sistema de ar condicionado em Nova Iorque para o armazenamento de filmes fotográficos; 1894: O primeiro sistema de ar condicionado doméstico é instalado em Hamburgo; 1904: Willis Carrier projeta a primeira central de ar condicionado que melhora a qualidade do ar; 1922: Willis Carrier desenvolve compressores centrífugos. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

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Sistemas de refrigeração por absorção de vapor: 1810: John Leslie demosntra o princípio básico utilizando água e ácido sulfúrico (H2SO4); 1860: Ferdinand Carre inventa o sistema água-amônia; 1878: Windhausen desenvolve um sistema de água-H2SO4, que posteriormente é substituído por BrLi (Brometo de Lítio); 1922: Os estudantes suecos Platen e Munter desenvolvem sistemas de refrigeração por absorção sem uso de bombas; 1926: Um sistema diferente do anterior, também sem o uso de bombas, é patenteado em 1926 por Albert Einstein e Leo Szilard. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

23 Refrigeração Artificial
Sistemas de refrigeração a energia solar: Sistemas de refrigeração por absorção alimentados a energia solar começam a ser estudados em 1950; Em 1953, a União Soviética produzia 250 kg/dia de gelo utilizando coletores solares parabólicos; O primeiro condicionador de ar solar foi instalado em 1966 na Austrália. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

24 Refrigeração Artificial
Outros sistemas: Sistemas de refrigeração a gás (ar); Tubos de vórtice; Termoelétricos; Stirling; Termoacústicos. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel

25 Conclusão Sistemas de refrigeração se mostram essenciais para a vida moderna; Os esforços atuais da engenharia se voltam a: Melhorar a eficiência energética; Reduzir impactos ambientais; Redução de custos. Aula 01 - Refrigeração e Ar Condicionado Prof. Strobel