Componentes dos Sistemas de Refrigeração
Compressores Principais tipos de Compressores: Compressores : Compressor alternativo Comp Co mpre ress ssor or ce cent ntrí rífu fugo go Comp Co mpres resso sorr de pa para rafu fuso soss Comp Co mpre ress ssor or Sc Scro roll ll
Compressores Principais tipos de Compressores: Compressores : Compressor alternativo Comp Co mpre ress ssor or ce cent ntrí rífu fugo go Comp Co mpres resso sorr de pa para rafu fuso soss Comp Co mpre ress ssor or Sc Scro roll ll
Compressor Alternativo
Compressor Alternativo Tipos de Compressores Alternativos: De simples ou duplo efeito; De um ou mais cilindros; Abertos, herméticos ou semi-herméticos; Horizontais, verticais, em V, em W ou radiais.
Compressor Alternativo Aberto
Compressor Alternativo Aberto Unidade Condensadora
Compressor Alternativo Semi-Hermético
Compressor Alternativo Semi-Hermético
Compressor Alternativo Hermético
Compressor Alternativo Hermético
Compressores Abertos • Exigem um selo na ponta do eixo, • Variação de sua rotação apenas pela modificação das polias • Manutenção mais fácil (motor e compressor separados)
Compressores Herméticos e Semi-herméticos • Funcionamento mais silencioso • Difícil o surgimento de vazamentos de refrigerante • O óleo age como refrigerante, isolante e lubrificante do motor • Juntas podem dar origem a vazamentos de fluído frigorífico (semi) • Não podem ser utilizados com amônia • Maior taxa de rejeição de calor no condensador
Compressor de Parafusos
Compressor de Parafusos
Compressor de Parafusos
Compressor de Parafusos • • • •
Capacidades de ≅ 50 até 350 TR Menor tamanho que os alternativos Menos partes móveis Permite a sucção de uma certa quantidade de líquido
• Menor eficiência que os alternativos em condições de carga parcial • Óleo:
- lubrificação - vedação - resfriamento
Compressor Centrífugo
COP para chillers centrífugos (resfriados água)
Compressor Centrífugo
Compressor Centrífugo
Compressor Scroll
Compressor Scroll - Funcionamento
Compressor Scroll
Compressor Scroll Características A capacidade de refrigeração dos compressores Scroll, para sistemas de expansão direta, está na faixa de 1 a 15 TR (52,3 kW) Podem ser encontrados com capacidade de até 60 TR Admitem a sucção de uma certa quantidade de líquido Menos peças móveis (<50%)
Condensadores Características Condensadores resfriados a ar Condensadores resfriados a água Condensador duplo tubo Condensador Carcaça e Serpentina Serpentina (Shell and Coil) Condensa Cond ensador dor Carcaça Carcaça e Tubo Tubo (Shell (Shell and Tube Tube)) Condensador de Placa Condensadores Evaporativos
Condensadores resfriados a ar
Faixa de capacidade 1 a 100 TR (7 a 352 kW) É usual a sua montagem em paralelo, atingindo capacidades superiores
Condensadores resfriados a ar
Condensadores resfriados a água
• Normalmente estes condensadores utilizam água proveniente de uma torre de resfriamento • A temperatura de condensação deve ser fixada em um valor entre 5,0 e 8,0 °C maior que a temperatura da água que entra no condensador
Condensadores duplo tubo
Normalmente utilizados em unidades de pequena capacidade Condensadores auxiliares (paralelo com condensadores a água) Limpeza difícil
Condensador Carcaça e Serpentina (Shell and Coil)
Normalmente são usados em unidades de pequena e média capacidade, tipicamente até 15 TR Limpeza difícil
Condensador Carcaça e Tubo (Shell and Tube)
São fabricados para uma vasta gama de capacidades, sendo amplamente utilizados em pequenos e grandes sistemas de refrigeração
Condensador de Placa
• Placas de aço inox ou, em casos especiais, de outro material, de pequena espessura (0,4 a 0,8 mm).
Condensadores Evaporativos
• São selecionados com base em uma diferença de 10 a 15 °C, entre a temp. de condensação e a temp. de bulbo úmido do ar que entra no condensador. • bomba de água destes condensadores é de menor capacidade que a requerida pelos condensadores resfriados a água Devem estar localizado
óximos dos
Reservatórios de Líquido Todo sistema de refrigeração deve ter um reservatório com volume suficiente para armazenar a carga total de refrigerante devido a: Paradas para manutenção Sazonalidade do processo de produção Obs.: Em condensadores Shell and tube, o reservatório é a própria carcaça.
Evaporadores Classificação dos Evaporadores Quanto ao Fluído a Resfriar Evaporadores para o resfriamento de ar Evaporadores para o resfriamento de líquidos Carcaça e tubo (Shell and tube). Carcaça e serpentina e (Shell and coil). Evaporadores de Placas. Evaporadores de contato
Evaporadores com circulação forçada de ar
Evaporadores com circulação forçada de ar • Utilizado em câmaras frigoríficas, salas de processamento e túneis de congelamento • Constituídos por uma serpentina aletada e ventiladores montados em um gabinete
Evaporadores com circulação forçada de ar • Ventilador succionando → Permite maio alcance do fluxo de ar frio, porém o calor dissipado pelo motor do ventilador não é retirado imediatamente. • Ventilador soprando → Menor alcance, porém calor dissipado pelo motor do ventilador é retirado do ar imediatamente após a sua liberação.
Comportamento em função de parâmetros dimensionais e operacionais. Profundidade da serpentina, (N o de Rows) • O no de rows influencia na remoção de calor latente. Qto. maior este número maior a redução de umidade do ar ao atravessar a serpentina. • O no de rows normalmente varia de 4 a 8.
Vazão de Ar • O aumento da vazão de ar aumenta a velocidade de face • Aumentando-se a velocidade de face: - A variação de temperatura do ar diminui entre a entrada e a saída - A remoção de umidade do ar diminui
Número de Evaporadores • Maior número de evaporadores garante uma distribuição uniforme do ar frio por toda a área da câmara. • Ambientes irregulares ou muito grandes podem necessitar de mais de um evaporador
Velocidade do Ar na Câmara. • A velocidade do ar nas câmaras de conservação de produtos não deve ser superior a 0,5 m/s (evitar a desidratação excessiva)
Evaporadores Carcaça e Tubo (Shell and tube)
• Utilizados na indústria de refrigeração para o resfriamento de líquidos. • São fabricados em uma vasta gama de capacidades • Podem ser do tipo: - Inundado, com alimentação por gravidade (refrigerante na carcaça) - Expansão direta - Recirculação por bomba
Evaporadores Carcaça e Tubo (Shell and tube)
Evaporadores de Placas
Dispositivos de Expansão Válvula de Expansão Termostática Válvulas de Expansão Eletrônicas Válvula de Expansão de Pressão Constante Tubos Capilares
Válvula de Expansão Termostática
Válvula de Expansão Termostática com Equalização Interna
Válvula de Expansão Termostática
Válvulas de Expansão Eletrônicas Princípio de operação: Um termistor é instalado na saída do evaporador; Uma mudança na temperatura na saída do evaporador altera a resistência elétrica do termistor; A alteração da resistência elétrica é analisada por um circuíto que envia um sinal para o posicionamento da agulha da válvula.
Válvulas de Expansão Eletrônicas Comparadas com as válvulas de expansão termostática, as principais vantagens das válvulas eletrônicas são: Promovem um controle mais preciso da temperatura. Promovem um controle consistente do superaquecimento, mesmo em condições de pressão variável. São capazes do operar com menores pressões de condensação. Isto é especialmente importante quando se tem baixa temperatura ambiente. Podem resultar em economia de energia de 10% (ou mais)
Válvula de Expansão de Pressão Constante
Válvula de Expansão de Pressão Constante • Fecha suavemente quando o compressor é desligado e permanece fechada até que o compressor volte a ser ligado. • Principais aplicações onde a temperatura de vaporização deve ser mantida constante (controle de umidade em câmaras frigoríficas ou evitar o congelamento em resfriadores de água). • Proteção contra sobrecarga do compressor. • Eficiência relativamente baixa
Tubos Capilares Vantagens dos Tubos Capilares: Simplicidade (não apresentam partes móveis). Baixo custo. Permitem a equalização das pressões do sistema durante as paradas (motor de acionamento do compressor pode ser de baixo torque de partida). Redução da quantidade e custo do refrigerante e eliminação da necessidade de um tanque coletor.
Tubos Capilares Desvantagens dos Tubos Capilares: Impossibilidade de regulagem para satisfazer distintas condições de carga. Risco de obstrução por material estranho. Exigência de uma carga de refrigerante dentro de limites estreitos. Redução da eficiência operacional para qualquer variação da carga térmica ou da temperatura de condensação.
Torres de Resfriamento
Torres de Resfriamento
Acessórios Pressostatos Termostatos Filtros e Secadores Separadores de óleo Válvulas Solenóide Visores de Líquido
Pressostatos
Pressostatos de baixa pressão: desligam, quando a pressão de sucção se torna menor do que um determinado valor; Pressostatos de alta pressão: desligam, quando a pressão de descarga se torna maior do que um determinado valor; Pressostatos de alta e baixa: reúnem os dois tipos anteriores num único aparelho; Pressostatos diferenciais: destinados ao controle da pressão do óleo de lubrificação dos compressores
Termostatos Indicam variações de temperatura e fecham ou abrem contatos elétricos Podem ser classificados como: Termostato com bulbo sensor de temperatura Termostato eletrônico
Filtros e Secadores São destinados a: Eliminar partículas estranhas nas tubulações de sistemas refrigeração Eliminar a umidade presente no sistema Podem ser montados tanto na linha de sucção como na linha de líquido
Filtros e Secadores
Separadores de óleo São instalados na descarga do compressor, para reduzir a circulação de óleo no circuito Problemas relacionados ao óleo Formação de espuma no óleo do carter do compressor (Resistência elétrica no carter) Remoção do filme de óleo nos mancais do compressor Redução do coeficiente de troca de calor no evaporador e condensador Golpes de líquido no compressor
Válvulas Solenóide
Usadas para controlar o fluxo de refrigerante líquido para a válvula de expansão para promover o recolhimento de refrigerante “pump-down”
Bobina
Bobina Circuito aberto
Armadura
(a)
Circuito fechado
Armadura
(b)
