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REFRIGERAÇÃO
Universidade Federal de Santa CatarinaUniversidade Federal de Santa Catarina
Everton WerlangRóger Mahl
Introdução à Engenharia Mecânica2011.2
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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.
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PRINCIPAIS PRINCÍPIOS FÍSICOS
Calor Temperatura Pressão Calor Latente e Sensível Hidrodinâmica
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SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO
Refrigeração por Absorção de Vapor
Refrigeração Termoelétrica
Refrigeração por Compressão Mecânica de Vapor
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Refrigeração por absorção de vapor
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Refrigeração Termoelétrica
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Refrigeração Termoelétrica
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REFRIGERAÇÃO POR COMPRESSÃO MECÂNICA DE VAPOR
Partes Constituintes
• Compressor
• Condensador
• Dispositivo de Expansão
• Evaporador
• Fluido Refrigerante
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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.
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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.
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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
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COMPRESSOR
Cria o fluxo do fluido refrigerante ao longo dos componentes, comprimindo-o à alta pressão e temperatura até o condensador.
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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
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FLUIDO REFRIGERANTE
CFC - São moléculas formadas pelos elementos cloro, flúor e carbono. (Exemplos: R-11, R-12, R-502, etc.).
Os CFC’s 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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http://www.youtube.com/watch?v=a0NWkp4fJi0&feature=related
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FLUIDO REFRIGERANTE
Amônia (NH3):
Possui cheiro irritante, é empregado em sistemas de absorção na refrigeração industrial.
Gás carbônico (CO2): R-774
É o gás expelido pelos nossos pulmões.
Devido a seu ponto de ebulição extremamente baixo, necessita de alta pressão na compressão.
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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 CFC’s 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.
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FLUIDO REFRIGERANTE
376216163Entalpia vaporização a 25 ºC [kJ/kg]
58107124Pressão vapor a 25 ºC [kPa]
60013701470Densidade a 25 ºC [kg/m3]
3.654.074.01Pressão Crítica [MPa]
408374388Temperatura Crítica [K]
261.5246.6243.2Temperatura ebulição [K]
0.0580.1020.121Massa molar [kg/mol]
Iso-butano, CH3)3CH
1,1,1,2-Tetrafluoro-etano, CF3CH2F
Dicloro-difluoro-metano, CCl2F2
Nome, fórmula
R600aR134aR12Refrigerante
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FLUIDO REFRIGERANTE
Refrigeração
Climatização
Congelação
Refrigeração por absorção
- 30ºC
- 40ºC
- 46ºC
- 33ºC
Freon 12 (R12)
Freon 22 (R22)
Freon 502 (R502)
Amoníaco
AplicaçãoTvaporizaçãoSubstância
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DISCIPLINAS
EMC5403 - Transmissão de Calor I – 5ª fase
EMC5404 - Transmissão de Calor II – 6ª fase
Optativas
EMC5437 - Experimentos Básicos em Ciências Térmicos
EMC5444 - Projetos de Sistemas Térmicos
EMC5412 - Transferência de Calor e Mecânica dos Fluidos Computacional
EMC5453 - Projeto em Refrigeração e Ar Condicionado
EMC5472 - Refrigeração e Condicionamento de Ar
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Alguns Links
http://www.youtube.com/watch?v=N331MazVVVY&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=DZoSkf2nKSw&feature=relmfu
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