Noções de projeto de câmaras frigoríficas

A função básica de uma câmara frigorífica é garantir a conservação dos produtos armazenados, de duas formas: através do resfriamento – que é a diminuição da temperatura de um produto desde, a temperatura inicial, até a temperatura de congelamento, em geral, próximo a 0ºC; ou através do congelamento – que é a diminuição da temperatura de um produto abaixo da temperatura de congelamento.

Para tanto, a câmara deve remover uma quantidade total de calor sensível e latente para se manter as condições desejadas de temperatura e umidade relativa. Essa quantidade é chamada de carga térmica e serve para a seleção dos equipamentos de refrigeração. Para estimá-la é preciso que se conheçam algumas informações tais como:

• Natureza do produto;
• Frequência de entradas e saídas dos produtos durante a semana;
• Planos de produção e colheita;
• As temperaturas dos produtos ao entrarem nas câmaras;
• Quantidade diária (kg/dia) de produtos a serem mantidos resfriados,
congelados, ou que devam ser resfriados ou congelados rapidamente;
• Tipo de embalagem;
• Temperaturas internas;
• Umidade relativa interna e externa;
• Duração da estocagem, por produto;
• Método de movimentação das cargas.

Parcela de transmissão (penetração)
Corresponde a quantidade de calor transmitida por condução através de paredes, tetos e pisos. Esta carga depende da área de troca, ou seja, a superfície total submetida à troca de calor. É importante um cuidado especial na escolha da espessura do isolamento térmico, de forma que a superfície do lado quente, não atinja um valor baixo, onde poderá ocorrer uma condensação de vapor de água.

Atualmente a utilização de painéis modulares de material isolante é prática comum na construção de câmaras frigorificas, para fins de simplificação dos cálculos, é possível considerar apenas o isolante térmico (se este é o único componente da parede da câmara) como resistência à troca de calor. Dessa forma temos apenas troca de calor por condução.

Parcela de Infiltração
É a parcela correspondente ao calor do ar que atinge a câmara através de suas aberturas. Toda vez que a porta é aberta, o ar externo penetra no interior da câmara, representando uma carga térmica adicional. Em câmaras frigoríficas com movimentação intensa e com baixa temperatura, este valor aumenta tremendamente. Neste caso é fundamental a utilização de um meio redutor desta infiltração, tais como uma cortina de ar ou de PVC (em alguns casos, é recomendável a utilização das duas soluções em conjunto).

Parcela do Produto
É a parcela correspondente ao calor devido ao produto que entra na câmara, sendo composto das seguintes partes: calor sensível antes do congelamento (resfriamento); calor latente de congelamento; calor sensível após o congelamento (resfriamento após congelado); calor de respiração (só para frutas). O produto que entra na câmara deve ser resfriado até a temperatura de condicionamento, num tempo que é chamado de tempo de condicionamento. Temos duas condições a considerar: na primeira o produto deverá ser congelado e na segunda deve ser resfriado. Na primeira condição o produto será primeiro resfriado, depois congelado e depois resfriado novamente. Há troca de calor sensível e latente. Na segunda condição há apenas troca de calor sensível, considerando os valores corretos e tabelados para o calor específico e os diferenciais corretos de temperatura.

Para frutas e verduras precisamos considerar ainda o calor proveniente do seu metabolismo, ou seja, frutas e verduras liberam calor dentro da câmara. Esse é chamado de calor de respiração. O cálculo do calor vital é realizado através do produto entre a massa armazenada (em toneladas) e o calor liberado pelo metabolismo (valor aproximado de 500 kcal/ ton.24h).