SUB-RESFRIAMENTO O sub-resfriamento é a condição em que o líquido refrigerante está mais frio que a temperatura mínima (temperatura de saturação) necessária para evitar que entre em ebulição e, portanto, a mudança do líquido para uma fase de gasosa. A quantidade de sub-resfriamento, em uma determinada condição, é a diferença entre sua temperatura de saturação e a temperatura real do líquido refrigerante. PORQU E QUE O SUBRESFRIA MENTO É DESEJ ÁVEL?
O subresfriamento é desejável por várias razões. 1. Aumenta a eficiência do sistema já que a quantidade de calor a ser removida por libra de refrigerante circulado é maior. Em outras palavras, menor refrigerante é bombeado através do sistema para manter a temperatura refrigerada desejada. Isso reduz a quantidade de tempo que o compressor deve operar para manter a temperatura. A quantidade de aumento de capacidade obtida com cada grau de subresfriamento varia de acordo com o refrigerante a ser utilizado. 2. O subresfriamento é benéfico porque ele evita que o líquido refrigerante entre no estado gasoso antes que ele chegue para ao evaporador. Quedas de pressão na tubulação de líquido e aumentos verticais podem reduzir a pressão do refrigerante para o ponto onde ele vai ferver ou faiscar na linha de líquido. Esta mudança de fase faz com que o refrigerante absorva o calor antes que ele apronte o evaporador. O subresfriamento inadequado impede a válvula de expansão de medir devidamente o líquido refrigerante entrando no evaporador, resultando em mau desempenho do sistema. SUPERAQUECIMENTO Q: O q ue éo " sup eraquecimento " ?
O superaquecimento se refere ao número de graus que o vapor está acima da temperatura de saturação (ponto de ebulição) em uma determinada pressão. Q: Como eu meço o s uperaqu ecimento?
O superaquecimento é determinado tomando a leitura do manômeto do lado de baixa pressão, convertendo esta pressão à temperatura utilizando um gráfico PT, e, em seguida, subtraindo esta temperatura da temperatura real medida (utilizando um t ermômetro exato ou termopar) no mesmo ponto em que a pressão foi medida. Q: Por qu e éimp ortante saber sobre o s uperaqu ecimento d o sistem a?
O superaquecimento indica se a quantidade de refrigerante fluindo para o evaporador é apropriada para a carga. Se o superaquecime superaquecimento nto é muito alto, então uma quantidade insuficiente de refrigerante está sendo alimentada, resultando em má refrigeração e consumo de energia em excesso. Se o superaquecimento é muito baixo, muito refrigerante também está sendo alimentado, possivelmente resultando inundação por líquido para o compressor e causando danos ao compressor.
Q : Q u a n d o d e v o v e r i f ic a r o s u p e r a q u ec i m e n t o ?
O superaquecimento deve ser verificado sempre que qualquer um dos seguintes ocorrer: • O sistema não parece estar refrigerando adequadamente • O compressor é substituído • Válvula Termostática de Expansão é substituída • Refrigerante é alterado ou acrescentado ao sistema
Nota: O superaquecimento deve ser verificado com o sistema funcionando em plena carga, sob condição de estado estacionário. Q: Como faço p ara mudar o sup eraquecimento?
Passando o ajuste da haste sobre a Válvula Termostática de Expansão alte ra o superaquecimento. Direção horária - aumenta o superaquecimento Direção Anti-horária - diminui o superaquecimento Nota: Para voltar à valores aproximados da configuração original de fábrica, gire a haste de ajuste no sentido anti-horário até que a mola seja completamente descarregada (chega no ponto de parada ou começa a 'engrenar'). Em seguida, ligue-o novamente em ½ do "total de voltas" mostrada no gráfico.
SUPERAQUECIMENTO DO EVAPORADOR E SUPERAQUECIMENTO DO SISTEMA Q: Qu al éa diferen ça entre o su peraqu ecim ento do evapo rado r e o s u p e r a q u e c im e n t o d o s i s t e m a ?
Superaquecimento varia dentro do sistema, dependendo de onde está sendo medido. O superaquecimento que a válvula de expansão esta controlando é o superaquecimento do evaporador. Esta é a medida na saída do evaporador. O refrigerante ganha um superaquecimento enquanto viaja através do evaporador, basicamente a partir da entrada no evaporador e atingindo um máximo na saída, conforme o refrigerante passa pelo evaporador absorvendo o calor. O superaquecimento do sistema refere-se ao superaquecimento do gás que entr a na sucção do compressor. Algumas pessoas confundem o superaquecimento do sistema com "a temperatura do gás de retorno." Deve-se lembrar que o superaquecimento varia conforme a pressão de sucção saturada do refrigerante varia. A temperatura do gás de retorno é valor da temperatura medido por um termômetro ou outro dispositivo sensor de temperatura. Não varia devido a alterações de pressão. Q : Q u a l s u p e r aq u e c i m e n t o d o s i s t e m a d ev o o b s e r v a r n a en t r a d a d o c o m p r e s s o r ?
Os fabricantes de compressores gostam de ver um mínimo de cerca de 10 graus de superaquecimento na entrada do compressor. Isso para assegurar-lhes que nenhum líquido refrigerante entre no compressor.
DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO Muitos sistemas de condicionamento de ar incorporam um dispositivo de medição ao estilo Válvula Termostática de Expansão como padrão. É extremamente importante que o técnico HVAC compreenda a concepção e funcionamento destas válvulas. Se práticas de serviços adequadas não forem seguidas, poderá resultar em graves danos ao sistema. Ao carregar o sistema, siga as recomendações do fabricante. Se for necessária carga adicional devido aos longos comprimentos das linhas dos conjuntos e o sistema inclui um dispositivo de medição Válvula Termostática de Expansão, o carregamento deve ser feito com relação ao subresfriamento em maior carga. A maior chance da Válvula Termostática de Expansão perder o controle da carga do evaporador é durante este momento. Se o subresfriamento está presente durante a maior carga, refrigerante suficiente está circulando em todo o sistema para controlar as cargas do evaporador. Para ajustar o superaquecimento da serpentina de evaporador, siga as recomendações do fabricante. Se estas não estiverem disponíveis, as seguintes recomendações podem ser aplicáveis, dependendo da temperatura projeto do sistema: Alta Temperatura 4°C - 7°C Temperatura média 3°C - 5ºC Baixa temperatura 1,5°C - 3,5ºC VÁLVULA DE EXPANSÃO TERMOSTATICA P1 = Pressão do bulbo (força de abertura) P2 = Pressão do evaporador (força de fechamento) P3 = Pressão da Mola de Superaquecimento (força de fechamento) P4 = Pressão do líquido (força de abertura) Equação do Balanço de pressão Válvula Termostática de Expansão P1 + P4= P2+ P3
INTERCAMBIADOR DE CALOR - LÍQUIDO PARA SUCÇÃO Q: Qual é a vantagem de se utilizar um trocador de calor líquido para sucção?
Um trocador de calor líquido para sucção é benéfico das seguintes maneiras: 1. Fornece subresfriamento do líquido refrigerante antes de sua entrada na válvula de expansão. Isso elimina a possível formação de faísca de gás na linha de líquido e permite que a válvula de expansão opere com maior estabilidade. 2. O subresfriamento proporcionado para o líquido refrigerante aumenta a eficiência do sistema. 3. O calor que é transferido do líquido para a sucção aumenta o superaquecimento do gás de sucção, reduzindo a possibilidade de líquidos voltando para o compressor. O retorno dos líquidos para o compressor é considerado como uma das maiores causas de falhas dos compressores, portanto, quaisquer providências tomadas para minimizar isso resultarão em melhoria de confiabilidade do compressor.
Dicas de Refrigeraçõa http://pu7imw.blogspot.com/
quinta-feira, 6 de setembro de 2012 câmaras frigoríficas como montar
Fonte: J.P.Gomes Mecânico de Refrigeração
[email protected] 1- Introdução
As câmaras frigoríficas são compartimentos refrigerados, fechados, isolados termicamente, no interior dos quais são mantidas as condições termohigrométricas, isto é, d e temperatura e de umidade, mais adequados para a conservação dos gêneros alimentícios. A manutenção das condições termohigrométricas requeridas é provida por uma unidade de refrigeração, eventualmente integrada por sistemas de aquecimento e umidificação. Cada câmara frigorífica deve ser projetada para um determinado fim, cuja carga térmica a ser retirada pelo equipamento frigorífico e o período de tempo necessário do processo são calculados criteriosamente. 2 - Aplicação
As câmaras frigoríficas de temperatura ao redor de 0°C e umidade relativa elevada, são utilizadas para a conservação de gêneros alimentícios frescos por breves períodos de tempo. As câmaras de baixa temperatura, caracterizadas por um elevado isolamento térmico, mantêm no seu interior as baixas temperaturas necessárias para a conservação a longo prazo dos produtos congelados. As câmaras de atmosfera controlada, a temperatura média - alta, são caracterizadas pela absoluta estanqueidade e têm equipamentos aptos a produzir no seu interior a tmosferas artificiais tais para prolongar a duração da conservação de alguns produtos hortifrutigranjeiros. As câmaras para o controle do amadurecimento dos produtos hortifrutigranjeiros são câmaras de refrigeração a temperatura alta – média, de estrutura parecida àquela das câmaras de atmosfera controlada, no interior das quais tenham as condições termohigrométricas que variam na atmosfera em função de ciclos preestabelecidos. 3 – Tipos 3.1 Câmaras em alvenaria
As câmaras em alvenaria apóiam-se em fundações perimetrais convencionais, no interior das quais se realiza uma camada de pedras com sucessivo lançamento de concreto para a formação de um primeiro lastro. Nas câmaras de média e alta temperatura, as paredes perimetrais são construídas diretamente sobre a fundação e o material isolante é colocado entre a primeira e a segunda laje em concreto feita para evitar as solicitações localizadas produzidas por empilhadeiras. Nas câmaras de baixa temperatura, paredes perimetrais e camada isolante que estão por baixo do piso apóiam sobre um lastro suspenso, construídos sobre uma camada de pedras que tem a função de uma câmara de ar. Este lastro minimiza o risco de resfriamento do solo que está por baixo da câmara, que pode provocar deformações e rupturas do piso.
As paredes em alvenaria tradicional, após reboco, é aplicada a barreira de vapor, que consiste numa camada impermeabilizadora realizada por espalhamento de material betuminoso, eventualmente armado com um véu de fibrade vidro. Na barreira de vapor, que se estende no teto, são colocadas duas ou três camadas de material isolante de forma que a espessura total seja adequada à temperatura interna da câmara e à temperatura externa. Para melhorar a qualidade de isolamento é bom que as junções da camada inferior sejam recobertas com placas decamada sucessiva (construção de placas defasadas). Em geral, os isolantes certos são aqueles que garantem impermeabilidade ao vapor, baixo coeficiente de dilatação térmica, ausência de odores desagradáveis, apodrecimento, autoextinguibilidade, resistente a compressão, baixo peso específico. 3.2 Câmaras pré-moldadas:
As câmaras pré-moldadas, feitas em qualquer dimensão com o uso de painéis isolante modulares, permitem tempo breves de construções economia nas fundações, na ampliação e na remoção. Os longos tempos de construção e o alto custo das obras em alvenaria contribuíram para a difusão das câmaras pré-moldadas, construídas por painéis isolantes pré-moldados, com característica de rigidez estrutural obtida com acoplamento do isolante propriamente dito e camadas de revestimentos. Estes painéis são conectados entre eles por meio de junções metálicas. As vantagens desta solução construtiva são a rapidez da colocação e a possib ilidade de sucessivas ampliações. Com estes tipos de painéis é possível também construir câmaras frigoríficas de grande porte. As características auto-portante dos painéis isolantes mudam segundo o tipo da construção. Ultrapassando determinadas dimensões de painéis nascem problemas de envergadura do teto que são solucionados com estruturas metálicas externas ou internas. A ampla disponibilidade de materiais de revestimento do painel (existem painéis revestidos nos dois lados com chapa de aço inox), permite a construção de câmaras frigoríficas que resistem às intempéries com ótimas características de isolamento e impermeabilidade. Exemplo de câmaras pré-modulares com painéis de poliuretano (cortesia Dânica) 3.4 Isolante Térmico para a construção da câmara
Na escolha do material empregado como isolante térmico para a construção da câmara frigorífica, devem-se considerar vários fatores, além do econômico, tais como sua resistência a insetos e microorganismos, riscos de propagar fogo, poeira ou vapores indesejáveis, partículas que possam irritar a pele, retenção de odores, resistência à decomposição e resistência à absorção de água. Os isolamentos mais empregados são os de fixação de placas de isolamento em alvenaria com posterior acabamento da superfície, ou a utilização de painéis construídos de uma placa interna do isolante na espessura desejada e prensada entre placas metálicas tratadas contra corrosão, como descrito em Neves Filho (1994). A propriedade de um material em diminuir o fluxo de calor é indicada por sua condutividade térmica ou, de forma inversa, sua resistência térmica. A tabela abaixo relaciona algumas dessas propriedades, entre as quais está a densidade, que quanto maior, maior será a resistência mecânica à compressão e maior resistência térmica. Isolante
Cortiça
Densidade (Kg/m3) Condutibilidade térmica (Kcal/mh°C) Resistência à passagem de água Resistência à difusão de vapor,em relação ao ar
100-150 0,032 Regular 20
Fibra de Vidro 20-80 0,030 Nenhuma 1,5
Poliestureno expandido 10-30 0,030 Boa 70
Poliuretano expandido 40 0,020 Boa 100
parado Segurança ao fogo Resistência à compressão (Kgf/m2) Custo
Pobre 5.000 Relativamente alto
Boa Nenhuma
Pobre 2.000
Pobre 3.000
Baixo
Relativamente alto
Alto
Fonte: Neves Filho (1994)
A cortiça e a fibra de vidro constam apenas como referência histórica, visto que a aplicação destes isolantes está praticamente abandonada na refrigeração. A tecnologia moderna oferece uma ampla escolha de materiais isolantes, o mais conhecido dos quais para isolamento em obras de alvenaria, é o poliuretano. Sua condutividade térmica está entre as mais baixas, enquanto sua resistência à compressão é elevada, mesmo com um peso específico reduzido. Sua impermeabilidade é ótima e a resistência à propagação de chama é boa, além de ser inodor e inalterável. 3.5 Espessuras de poliuretano expandido recomendadas
Abaixo segue como sugestão a espessura de poliuretano expandido com densidade de 25 à 30 Kg/m3 aconselhado para isolamento de câmaras frigoríficas em climas tropicais. Temperatura da Câmara (o) 8 a 20 3a8 -5 a 3 -15 a -5 -20 a -15 -30 a -20 -40 a -30
Espessura do poliuretano expandido (mm) 60 80 100 - 120 150 180 200 240
4 - Cálculo de carga térmica
Quando o produto é resfriado ou congelado resultar-se-á uma carga térmica formada, basicamente, pela retirada decalor, de forma a reduzir sua temperatura até o nível desejado. Já na estocagem do produto, a carga térmica é função do isolamento térmico, abertura de porta, iluminação, pessoas e motores. No caso de frutas e hortaliças frescas deve-se também levar em consideração o calor de respiração. No entanto, a parcela de calor retirada durante o resfriamento ou congelamento é bem maior quando comparada com a de estocagem, exigindo um estudo mais cuidadoso da solução a adotar. Assim, o cálculo de sua capacidade ou carga térmica envolve basicamente quatro fontes de calor: Transmissão de calor através das paredes, piso e teto; Infiltração de calor do ar no interior da câmara pelas aberturas de portas; Carga representada pelo produto;
Outras fontes de calor como motores, pessoas, iluminaço, empilhadeiras, etc. Principais fontes de calor que se deve levar em consideração no cálculo de carga térmica de uma câmara frigorífica. 4.1 -
Dados iniciais para o Projeto de uma câmara frigorífica
O primeiro passo para o dimensionamento de uma instalação vem a ser o desenvolvimento do processamento com as respectivas implicações técnicas. A carga potencial da câmara determina-se conhecendo seu volume total, expresso em m3 e as densidades emKg/m3 dos produtos. As densidades de estocagem bruta, fornecidas pelas tabelas experimentais, são pré-calculadas de forma a deixar livres os espaços para a movimentação do produto e aqueles necessários à distribuição e circulação do ar. Para a câmara frigorífica ou respectivo equipamento frigorífico são apresentados os itens abaixo, que deverão ser preenchidos da forma mais correta possível: Dimensionamento da câmara (m) Tubulação (distância e desnível) Tipo de isolamento térmico Espessura do isolamento Temperatura interna da câmara Temperatura ambiente do local de instalação Fator de utilização (abertura de portas - normal, intenso) Número de pessoas (operação) tempo de permanência (horas) Iluminação - tempo de utilização Motores (potência em cv) tempo de utilização (horas) Dados sobre o produto:
tipo de produto, temperatura de entrada, carga do produto (kg) , rotatividade, tempo de processo (horas) 4.2- Calculando as fontes de calor Transmissão de calor (Q1):
O calor atravessa as paredes, o teto e o piso dos ambientes refrigerados, ocasionando diferença entre a temperatura da câmara e o arexterno mais quente. A quantidade de calor depende da diferença de temperatura, do tipo de isolamento, da superfície externa dasparedes e do efeito de irradiação solar. O cálculo sempre deverá ser feito levando-se emconsideração todas as paredes, teto e piso, conforme abaixo:
Paredes = 2 x ( A x B ) Paredes = 2 x ( C x B) Piso + Teto = 2 x ( A x C )
Equação da Transmissão de Calor nas paredes, teto e piso:
Q= A x Fator Tabela 11 Onde: CQ= Quantidade de calor transferido A = Área da superfície externa da parede (m²) Fator Tabela 1 = Coeficiente total de transmissão de calor (kcal/m²24h) Determinando o Fator Tabela 1
D.T. = Diferença de temperatura através da parede Tipo de isolamento (Isopor, poliuretano...)
Espessura do isolamento (mm) Exemplo de cálculo:
parede (largura) x (altura) x fator tabela 1 (isopor 100mm/D.T. 35°C) = 8 x 3 x 251 = 6024 kcal/24h É importante considerar a possível proteção do local onde será instalada a câmara frigorífica contra a incidência dos raios solares. Por exemplo, se for instalada no interior de um estabelecimento, sem receber raios solares diretamente, a temperatura será a de bulbo secoda região. Caso contrário, deverá ser adicionado um valor, para compensar o efeito. Tal valor depende do tipo, cor e orientação da parede. Infiltração de Calor (Q2):
Cada vez que a porta da câmara frigorífica é aberta, o ar externo mais quente se infiltra na câmara e deve ser resfriado nas condições internas, aumentando por conseqüência a carga térmica total. Equação da Carga de infiltração (abertura de portas)
Q2 = V x N(Fator Tabela 2) x Fator Tabela 3 Onde: Q2 = Quantidade de calor infiltrado V = Volume da câmara (m³) N = número de abertura de portas (Fator Tabela 2) Fator Tabela 3 = ganho de energia por m³ de câmara, em função de temperaturas e umidade relativa interna e externa (kcal/m³) Exemplo de cálculo:
volume x Fator Tabela 2 x Fator Tabela 3 120 x 8 x 25,2 = 24192 kcal/24h É fundamental a importância de uma anti-câmara ou emprego de uma cortina de ar apropriada ou de portas tipo impacto que possam reduzir a carga de infiltração. Essa proteção seria da ordem de 80% para o tipo impacto e de 60% a 80% para cortinas de ar verticais.(Neves Filho – Resfriamento de frutas e Hortaliças - 2002) Calor dos Produtos (Q3):
Produto submetido à temperatura maior do que aquela interna (temp. do mesmo), numa câmara frigorífica cede calor até sua temperatura baixar ao calor de conservação. A carga térmica total, conforme o produto, é variável por uma ou mais das seguintes causas: Equação para Carga do produto Q3 = m x c x D.T. Onde: Q3 = Quantidade de calor do produto m = massa do produto (kg) c = calor específico D.T. = temperatura de entrada - temperatura interna Quando o produto tiver que ser congelado a alguma temperatura abaixo do ponto de congelamento, a carga é calculada em três partes: calor cedido antes do congelamento (Cal o r Sen s ív el ) calor cedido pelo produto em congelamento (C a l o r L a t e n t e ) calor cedido pelo produto após congelamento (Cal o r Sen s íve l )
a)Calor sensível do produto: a carga térmica sensível é função do peso do produto ao qual se submete o tratamento, da variação de temperatura do produto e do seu calor específico (que é a quantidade de calor relativa ao resfriamento de 1ºC de 1Kg doproduto), equação: Qs = m . C (T2 - T1) b)Calor latente do produto: a carga térmica latente é a quantidade de calor relativa ao congelamento do produto, e é função do peso do produto a congelar e do seu calor latente de congelamento, equação: QL = m.L c)Calor de respiração do produto: alguns produtos, como a fruta fresca e as verduras, permanecem vivos durante a conservação na câmara, e estão sujeitos a continuarem com reações químicas que produzem calor de respiração. Exemplo de cálculo do calor de respiração Resfriar a verdura a partir de sua temperatura natural Produto = alface Quantidade (q) = 1000 kg Temperatura inicial (t0) = 25ºC Temperatura final (tf)= 4ºCf)=0,96 kcal/kg ºC Calor específico da alface antes do ponto de congelamento (c AC )=0,96 kcal/kg 0C Calor de respiração da alface (c Resp. )= 0,65 kcal/kg
Cálculo:
Redução da Temperatura de 25ºC para 4ºC (Calor Sensível) Calor Sensível= q X (totf) x cAC= 1000 x (25 – 4) x 0,96 = 20.160 k cal Calor de Respiração Calor Respiração= q X cResp.= 1000 x 0,65= 650 kcal Total real = 20.160 + 650 = 20.810 kcal Outras Fontes de Calor que devem ser levadas em consideração no projeto da câmara frigorífica:
A energia dissipada no espaço refrigerado, como a proveniente das pessoas (ocupação), da iluminação, das embalagens, dos motores dos ventiladores ou empilhadeiras deverá ser criteriosamente calculada. Tais valores exigem um cuidado especial em função da forma de utilização ou avanços tecnológicos alcançados. Carga de ocupação (Q4)
As pessoas, em especial os camaristas, também dissipam calor para o ambiente, dependendo do tipo de movimentação, temperatura, roupa, etc. A tabela 5 apresenta alguns valores do calor equivalente por pessoa em função da temperatura da câmara. Equação da carga de ocupação
Q4 = N° de pessoas x Fator Tabela 5 x Tempo de permanência Exemplo de cálculo:
N° de pessoas x Fator Tabela 5 x Tempo de permanência 3 x 233 x 2 = 1398 kcal/24h
Carga de iluminação (Q5):
O tipo de lâmpada e o tipo de luz podem resultar em cargas térmicas apreciáveis. De acordo com o tipo a ser empregada, a cargatérmica no interior da câmara será menor para os de sódio, pouco menor quando se trata de vapor de mercúrio ou fluorescente, sendopraticamente o dobro no caso de incandescente. Equação para a carga de Iluminação:
Q5 = P x 860 (kcal/h) x Tempo de utilização Onde: Q5 = Quantidade de calor devido a iluminação P = Potência (KW) 860 kcal/h = Fator de conversão KW/kcal Exemplo de cálculo:
P x 860 x Tempo de utilização 0,1 x 860 x 2 = 172 kcal/24h Carga devido aos Motores (Q6)
Esta é a carga produzida pelos ventiladores dos evaporadores com convecção forçada, somente não é levada em consideração quando setrata de um evaporador estático. Equação para a carga devido aos motores:
Q6 = N x 632,41 (kcal/h) x Tempo de utilização Onde: N = potência dos motores (CV)632,41 kcal/h = Fator de conversão CV/kcal Carga de embalagem (Q7)
Pela experiência, esta carga é aplicada apenas quando a quantidade de material utilizado na embalagem representar um valor maior que 10% do peso bruto que entra na câmara. Abaixo temos os calores específicos de alguns materiais de embalagens: Tipo de Embalagem Calor Específico (Kcal / kg ºC) Alumínio
0,2
Vidro
0,2
Ferro ou Aço
0,1
Madeira
0,6
Papel Cartão
0,35
Caixa de Plástico
0,4 (peoxe ou cerveja
Equação para a carga de embalagem: Q7 = m x c x D.T. Onde: m = massa do produto c = calor específico da embalagem D.T. = Temperatura de entrada - interna Carga Térmica Total
Somando-se o calor calculado em cada item, será obtida a carga total requerida, ou seja, o
calor que deverá ser removido diariamente da câmara frigorífica para manter nela a temperatura de projeto. Qt= Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6+Q7 Exemplo: Qt= 150.000 kcal/24ht Fator de Segurança (10%) Qt= 150.000 kcal/24h x 1,10 Qt= 165.000 kcal/24ht Cálculo da carga térmica horária:
Tendo em vista o tempo usado pelas indispensáveis operações de degelo e para consentir ao compressor as oportunas pausas de funcionamento, a unidade de refrigeração deverá ter condições de absorver o Qt num número de horas não superior às 20h. Capacidade de equipamento requerido
(supondo 20 horas de funcionamento do sistema em função de paradas para degelo por exemplo...) Qr= Qt (Kcal/24) / 20 (h/24h) = (Kcal/h) Então do exemplo acima teremos: Qr= 165.000 kcal/20hr Qr= 8.250 kcal/hr Lembrando sempre que a carga térmica para resfriamento e congelamento dos gêneros alimentícios é muito elevada quando comparada à carga térmica para conservação de produtos “pré- resfriados ou pré-congelados”. Lamentavelmente em muitas instalações frigoríficas de supermercados, muitos produtos são colocados ainda “quentes” em câmaras de conservação de produtos resfriados ou congelados, neste caso o produto quente aumentará a temperatura da câmara, resultando-se em dois efeitos indesejáveis: o produto já estocado será afetado pela maior temperatura, sendo que o resfriamento ou congelamento do produto que entra será muito lento. 4.3 -
Exemplo de cálculo de carga térmica para uma câmara de conservação de produtos resfriados: Dados Preliminares
Temperatura externa: 35ºC Temperatura interna: -1ºC Umidade relativa: 60% Dimensões internas: larg. 3m; comp. 2m; alt. 2m Tensão disponível: 220V, 1 fase Material da câmara: painel pré-fabricado, Isolamento: poliuretano painel 100mmou seja: Produto: carne bovina magra fresca Embalagem: sim (papelão, plástico, etc) Movimentação diária: 600 kg/24h Ocupação Total: 3.000 kg Presença de motor ou fonte de calor: sim (motor do evaporador) Temperatura de entrada do produto: 10ºC Número de pessoas: 1 permanecendo 3 horas Transmissão de Calor
DeltaT = 360C
Piso: (larg.) x (comp.) x (fator tabela 1)3x2x150 = 900 kcal/24h Parede: (larg.) x (alt.) x (fator tabela 1) x 23x2x150x2 = 1.800 kcal/24h Parede: (comp.) x (alt.) x (fator tabela 1) x 22x2x150x2 = 1.200 kcal/24h Teto: (larg.) x (comp.) x (fator tabela 1)3x2x150 = 900 kcal/24h Infiltração de Calor
Volume: (larg.) x (comp.) x (alt.) x (fator tabela 2b) x (fator tabela 3)3x2x2x22x25,6 = 6758,4 kcal/24h Carga térmica do produto(temperatura conservação = -1ºC)
(Moviment. Diária) x (Redução de temp.) x (calor esp. AC –tab.4, col.3)600 kg/24h x 4ºC x 0,77 kcal/kgºC = 1.848 kcal/24h Pessoas (Calor de ocupação)
(nº de pessoas) x (fator tabela 5) x (horas reais)1 x 233 kcal x 3 = 699 kcal/24h Iluminação ( 10 Wa tts por m²)
(larg.) x (comp.) x (10) x (horas reais) x (fator de conversão)3 x 2 x 10 x 3 x 0,86 = 154,8 kcal/24h Dimensionamento
Total diário=carga térmica diária + carga térmica do produto + pessoas + iluminação Total diário = 1 4.260 kcal/24h Total diário : 20h = 713 kcal/hFator de segurança (10%) = 71 kcal/h Total Final = 784 kcal/h 4.4-
Exemplo de cálculo de carga térmica para uma câmara de conservação de produtos congelados: Dados Preliminares
Temperatura externa: 35ºC Temperatura interna: -18ºC Umidade relativa: 60% Dimensões internas: larg. 3m; comp. 4m; alt. 2,5m Tensão disponível: 220V, 3 fases Material da câmara: painel pré-fabricado Isolamento: painéis de EPS (isopor) 200mm Produto: peixe já congelado Embalagem: sim Movimentação Diária: 3.000 kg/24h Ocupação Total: 7.500 kg Presença de motor ou fonte de calor: sim Temperatura de entrada do produto: -8ºC Número de pessoas: 2 permanecendo 3 horas Transmissão de Calor
Delta T = 53ºC
Piso: (larg.) x (comp.) x (fator tabela 1)4x3x190 = 2.280 kcal/24h Parede: (larg.) x (alt.) x (fator tabela 1) x 24x2,5x190x2 = 3.800 kcal/24h Parede: (comp.) x (alt.) x (fator tabela 1) x 23x2,5x190x2 = 2.850 kcal/24h Teto: (larg.) x (comp.) x (fator tabela 1)4x3x190 = 2.280 kcal/24h Infiltração de Calor Volume: (larg.) x (comp.) x (alt.) x (fator tabela 2b) x (fator tabela 3)4x3x2,5x13x35,3 = 13.767 kcal/24h Carga térmica do produto (temperatura conservação = -1ºC)
(Moviment. Diária) x (Redução de temp.) x (calor esp. AB –tab.4, col.4)3.000 kg/24h x 8ºC x 0,45 kcal/kgºC = 10.800 kcal/24h Pessoas (Calor de ocupação)
(nº de pessoas) x (fator tabela 5) x (horas reais)2 x 338 kcal x 3 = 2.028 kcal/24h Iluminação (10 Watts por m²)
(larg.) x (comp.) x (10) x (horas reais) x (fator de conversão)3 x 4 x 10 x 3 x 0,86 = 309,6 kcal/24h Dimensionamento
Total diário = 3 8.114,6 kcal/24h Total diário : 20h = 1.905 kcal/h Fator de segurança (10%) = 190 kcal/h Total Final = 2.095 kcal/h 5 - Boas práticas para utilização das câmaras frigoríficas visando a racionalização de energia elétrica
Assim como nos balcões frigoríficos, deve-se evitar a entrada de produtos “quentes” nas câmaras frigoríficas, a grande maioria dos projetos de câmaras frigoríficas para supermercados é para produtos “pré –resfriados” e “pré – congelados”, sendo assim, as câmaras terão apenas
que conservar os produtos que necessariamente terão que entrar com a temperatura próxima àquela que deve ser mantida; Evitar ultrapassar a capacidade máxima de armazenagem dos produtos ao qual a câmara foi dimensionada; Evitar misturar os produtos a serem conservados no interior das câmaras; cada produto possui uma temperatura de conservação diferente do outro; Luzes internas deverão ser apagadas quando as câmaras não estivarem sendo utilizadas; As portas das câmaras devem estar fechadas o máximo possível, uma prática errada é a de deixar a porta de uma câmara frigorífica aberta por períodos longos. Esta prática não só cria problemas para o conteúdo da câmara pela entrada de ar quente e úmido, mas também provoca o acúmulo de gelo no evaporador. Por outro lado, esse gelo excessivo impede o sistema de refrigeração de funcionar com 100% de eficiência até o próximo período de degelo. Em situações onde as portas das câmaras não podem ficar fechadas, uma boa saída é a instalação de cortinas de PVC que excluirá a necessidade constante da reposição do frio, reduzindo o consumo de energia já que a perda é mínima; Evitar obstruir a circulação do ar na saída dos evaporadores, além de não garantir a uniformidade da temperatura no interior da câmara, provocará também um maior acúmulo de gelo no evaporador; Ajustar corretamente a duração e os intervalos de degelo; Sempre observar se não há acúmulo de gelo no evaporador, havendo resistência elétrica queimada, a mesma deverá ser substituída com urgência, caso contrário poderá haver retorno de líquido na sucção do compressor;
Evitar que a água do degelo fique no interior da câmara, pois além de ocupar área útil no interior da câmara com o acúmulo do gelo no piso, o mesmo fica escorregadio podendo provocar acidentes e também o sucessivo bloqueio de gelo no evaporador ocorrerá fa cilmente, etc.
