Ciclo de refrigeração e transferência de calor

Ciclo de refrigeração

Por que algo fica frio? Como este processo acontece na prática? Hoje iremos ver um breve resumo sobre os ciclo de refrigeração e a transferência de calor.

Os sistemas de refrigeração comuns operam com base no ciclo de compressão mecânica de vapor. O ciclo de refrigeração se vale do processo de mudança do estado físico do fluido refrigerante (líquido e gasoso). Os fluidos refrigerantes são caracterizados por se liquefazerem (condensarem) a altas pressões e por evaporarem a baixas pressões. A geração do frio nos sistemas de refrigeração se dá justamente pela mudança de estado desse fluido refrigerante de líquido para gasoso. Esse processo é similar a umedecer as mãos com álcool e soprar. Ao evaporar, o álcool retira calor das mãos, assim como o fluido refrigerante, ao evaporar, retira calor dos alimentos que estão dentro do gabinete.

O processo de refrigeração começa pelo compressor, que comprime o fluido refrigerante vindo do evaporador na fase gasosa. Com isso, o fluido refrigerante tem sua pressão e temperatura aumentadas. Ao entrar no condensador, ele transfere parte do calor para o meio ambiente (meio externo), fazendo com que a sua temperatura diminua e ocorra o processo de mudança de fase de gasoso para líquido, que é a condensação. Na sequência, o fluido refrigerante passa pelo elemento de controle – tubo capilar ou válvula de expansão –, que restringe a sua passagem para o evaporador, fazendo com que a sua pressão diminua. Evaporando ao longo do evaporador, o fluido refrigerante absorve o calor dos alimentos, ou do ambiente (meio interno) até retornar ao compressor, reiniciando-se o ciclo de refrigeração.

A ilustração abaixo resume esse processo, mostrando também os principais componentes de um sistema de refrigeração:

 

Como ocorre a transferência de calor

 

É muito importante, para se entender o processo de refrigeração, como funciona a transferência de calor:

Convecção: é a forma de transmissão de calor que ocorre principalmente nos fluidos (líquidos e gases). É consequência da circulação do fluido, gerada naturalmente por diferença de densidade, resultante de um diferencial de temperatura em partes do fluido ou forçada, por meio de um ventilador. Esse importante processo é responsável pelas trocas que ocorrem no evaporador e condensador, sendo necessário mantê-los limpos e desbloqueados para a passagem do ar e para assegurar a eficiência do sistema de refrigeração.

Condução: ocorre entre dois corpos a diferentes temperaturas, ou em um mesmo corpo, sempre do ponto mais quente para o mais frio. Está relacionada à condutividade térmica de cada material. É importante lembrar que o que define um isolante térmico é a sua baixa condutividade térmica, que é fundamental para um sistema de refrigeração eficiente. É o caso, por exemplo, do poliuretano.

Irradiação: ocorre através de ondas eletromagnéticas, especialmente as radiações infravermelhas. Não é preciso haver contato direto entre os corpos ou substâncias. O melhor exemplo é o do aquecimento da Terra pelo Sol. No caso da refrigeração, deve ser destacada a importância de manter os equipamentos longe da radiação solar, pois seu desempenho será comprometido pelo aquecimento provocado pelo sol.

fonte: (http://www.clubedarefrigeracao.com.br/downloads/entendendo-o-conceito-de-refrigeracao)  

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Forte abraço,

Gabriel Carvalho
Consultor de equipamentos VRF, climatização e refrigeração residencial.