Conceitos básicos da refrigeração

A refrigeração tem aplicação em diversos campos da vida humana e se estende desde o uso doméstico até uso industrial e de transporte. A capacidade dos refrigeradores domésticos varia muito com temperaturas na faixa de -8ºC a -18ºC no compartimento de congelados e +2ºC a +7ºC no compartimento dos produtos resfriados.

Já as aplicações industriais envolvem temperaturas de congelamento e estocagem entre -5ºC a -35ºC. São aplicações industriais as fábricas de gelo, grandes instalações de empacotamento de gêneros alimentícios (carnes, peixes, aves); cervejarias, fábricas de laticínios, de processamento de bebidas concentradas e outras.

A refrigeração para transporte por sua vez, está relacionada ao transporte de cargas através de navios, caminhões e contêineres refrigerados. Essa é uma aplicação muito importante da refrigeração, pois permite a aglomeração urbana ser possível nos tempos atuais, já que uma cidade como São Paulo não tem condições de produzir toda a quantidade de alimentos que consome. O abastecimento é realizado através do transporte de alimentos congelados e resfriados.

Pode-se entender a lógica de funcionamento dos sistemas de refrigeração através do entendimento do funcionamento de um refrigerador doméstico comum. Eles funcionam a partir da aplicação dos conceitos de calor e trabalho, utilizando-se de um fluido refrigerante. Fluido refrigerante é uma substância que circulando dentro de um circuito fechado é capaz de retirar calor de um meio enquanto vaporiza-se a baixa pressão.

Este fluido entra no evaporador a baixa pressão na forma de mistura de líquido mais vapor e retira energia do meio interno refrigerado (energia dos alimentos) enquanto vaporiza-se e passa para o estado de vapor. O vapor entra no compressor onde é comprimido e bombeado, tornando-se vapor superaquecido e deslocando-se para o condensador que tem a função de liberar a energia retirada dos alimentos e resultante do trabalho de compressão para o meio exterior.

O fluido ao liberar sua energia passa do estado de vapor superaquecido para líquido (condensa) e finalmente entra no dispositivo de expansão onde tem sua pressão reduzida para novamente ingressar no evaporador e repetir-se assim o ciclo. Esse processo é ilustrado através das figuras 1 e 2 e resumido na tabela 1.

De maneira similar funcionam também os grandes sistemas de refrigeração como câmaras frigoríficas. O que difere os sistemas pequenos e de grande porte é o número de unidades compressoras, evaporadoras, de expansão e condensadoras envolvidas, que nas câmaras frigorificas podem ser múltiplos, o sistema de controle também pode alcançar elevada complexidade de acordo com a necessidade do projeto. As figura 3.a até 3.d servem como exemplo das situações supracitadas.

Conforme observado nas figuras anteriores, uma câmara fria é o espaço de armazenagem com condições internas controladas por um sistema de refrigeração. Algumas câmaras são utilizadas para armazenar resfriados e outras para armazenar congelados. Há ainda câmaras de maior porte com atmosfera controlada para estocagem de longo prazo de frutas e vegetais. Nessas câmaras a quantidade de oxigênio é reduzida automaticamente para reduzir o metabolismo vital das frutas. No lugar do oxigênio o ambiente interno da câmara recebe gás carbônico e/ou nitrogênio. Como o futuro Técnico de Refrigeração e Ar Condicionado, registrado no CREA poderá realizar projetos de até 5 TR ou até 60.000 Btu/h, o objetivo desta apostila é detalhar como se elabora um projeto completo de câmara fria de pequeno porte que envolve a estimativa da carga térmica, a escolha do tamanho da câmara, do tipo de evaporador, tipo de unidade condensadora e demais componentes.

Origem do Texto: Projetos de Câmaras frias de pequeno porte
Autor: Rogério Vilain
Fonte: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SANTA CATARINA

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