Refrigeracao e Ar CondicionadoIntroducao a refrigeracao

Filipe Fernandes de Paulafilipe.paula@engenharia.ufjf.br

Departamento de Engenharia de Producao e MecanicaFaculdade de Engenharia

Universidade Federal de Juiz de Fora

Engenharia Mecanica

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Plano de Disciplina

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Disciplina

I ObjetivosI Compreender os conceitos basicos associados a refrigeracao e ar

condicionado;I Conhecer os diversos tipos de refrigeracao e ar condicionado e suas

aplicacoes;I Ter capacidade de aplicar os conceitos aprendidos.

I AvaliacoesI Prova - 20/11I Trabalho 1 - 25/09I Trabalho 2 - 20/11I Substitutiva - 27/11

I Criterios de aprovacaoI Frequencia ≥ 75%;I Nota final ≥ 60 pts.

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Ementa

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Ementa

1. Introducao;

2. Sistemas frigorıficos por compressao de vapor;

3. Fluidos refrigerantes;

4. Sistemas frigorıficos por absorcao;

5. Calculo da carga termica;

6. Camaras frigorıficas;

7. Psicrometria;

8. Sistemas de condicionamento de ar;

9. Unidades condicionadoras de ar.

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Referencias Bibliografica

I STOECKER, W. F. Refrigeracao e ar condicionado. EditoraMcGraw-Hill. Sao Paulo, 1985.

I STOECKER, WILBERT F; JABARDO, J.M.S. REFRIGERACAOINDUSTRIAL. Sao Paulo: EDGARD BLUCHER, 2002.

I DOSSAT, R. Princıpios da Refrigeracao. Editora Hemus.

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Material Complementar

I https://mecufjf.wordpress.com/I Slides das aulas;I listas de exercıcios;I Exercıcios sugeridos;I Formularios para provas.

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Introducao

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Introducao

I Um sistema de refrigeracao e definido como um sistema capaz deabaixar a temperatura de um corpo ou espaco em relacao avizinhanca;

I O desenvolvimento de equipamentos de refrigeracao e arcondicionado apresentou um dos maiores avancos da civilizacaomoderna;

I O setor alimentıcio foi revolucionado;I O conforto necessario em ambientes insalubres foi alcancado;

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Aplicacoes

I As aplicacoes que envolvem a obtencao de temperatura abaixo datemperatura atmosferica sao inumeras, podendo abranger:

I Industrias;I Comercio;I Residencias.

I A tecnologia utilizada na refrigeracao ou no condicionamento de arpode variar, dependendo da natureza e tamanho da aplicacaopretendida.

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AplicacoesI Refrigeracao residencial

I Apesar de ser limitada a geladeiras e congeladores, abrange umaenorme faixa do mercado.

I Condicionamento de ar residencialI Basicamente e compreendido por sistemas de ar condicionados como

o split e janeleiro.

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Aplicacoes

I Refrigeracao comercialI Abrange as aplicacoes destinadas a conservacao de alimentos, como

em lojas, restaurantes e etc.

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Aplicacoes

I Refrigeracao industrialI Sao as aplicacoes de refrigeracao em processos industriais, como

industria alimentıcia, quımica e etc.

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AplicacoesI Condicionamento de ar industrial

I Sao aplicacoes destinadas a manter as condicoes do ar proprias paradeterminados processos e propiciar condicoes mınimas paratrabalhadores em ambientes insalubres.

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Conceitos Basicos

I RefrigeracaoI Consiste no processo de remocao de calor de um corpo ou espaco

com o objetivo de reduzir su temperatura.

I Condicionamento de ArI Processo que envolve o controle da temperatura, umidade e pureza

do ar no ambiente.

I Isolamento termicoI Estrutura que tem como objetivo diminuir ao maximo a troca de

calor atraves dela.

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Historico

I Desde de epocas mias primitivas, observa-se o uso de refrigeracaoatraves de gelo natural;

I O norte-americano Oliver Evans foi o primeiro a propor a uniao dosprincıpios de evaporacao a baixa pressao e de condensacao a altapressao em um sistema cıclico (1805);

I O primeiro refrigerador a operar foi patenteado por Jacob Perkinsem 1834 no Reino Unido: ”Apparatus for producing cold and coolingfluids”. Foi baseado nas ideias de Evans;

I O trabalho de Perkins despertou pouco interesse na epoca e ficouesquecido;

I O responsavel por viabilizar o conceito desenvolvido por Perkins foiJames Harrison, que obteve as Patentes Britanicas em 1856 e 1857.

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HistoricoI Equipamento de refrigeracao de Perkins.

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HistoricoI Equipamento de refrigeracao de Perkins.

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HistoricoI Com a chegada de energia eletrica nos EUA, patentes de

refrigeradores utilizando acionamento eletrico comecaram aaparecer;

I O primeiro refrigerador domestico comercial com acionamentoeletrico, que se chamava DOMELRE (Domestic ElectricRefrigerator), foi construıdo e comercializado por Fred W. Wolf;

I Naquela epoca, os refrigeradores domesticos comerciais utilizavam,em sua maioria, o eter como fluido refrigerante.

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HistoricoI Em 1918, a Kelvinator, lancou no mercado um produto

revolucionario que utilizava um termostato para controlar acapacidade de refrigeracao, tecnica ainda utilizada nos temposatuais.

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Historico

I Em 1928, os refrigerantes mais comuns em refrigeradoresdomesticos eram a amonia, o dioxido de enxofre e o cloreto demetila, todos extremamente toxicos;

I Desta epoca, ha registros de mortes de famılias inteiras devidas avazamentos em refrigeradores domesticos;

I Uma forte campanha surgiu, liderada pelo jornal The New YorkTimes, para eliminar os refrigeradores domesticos.

I A Frigidare e a General Motors reuniram um grupo depesquisadores, liderados por Thomas Migley, com o intuito deidentificar um novo fluido refrigerante;

I Em menos de duas semanas foram identificados osclorofluorcarbonos (CFCs), que revolucionariam a industria derefrigeracao.

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Historico

I A introducao dos refrigerantes halogenados, como osclorofluorcarbonos (CFCs), representou uma revolucao na industriade refrigeracao;

I Materiais nao-ferrosos puderam ser utilizados, as valvulas deexpansao foram substituıdas por tubos capilares e o compressorhermetico tornou-se o padrao.

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Historico

I Em 1974, Sherwood Rowland e Mario Molina, da Universidade daCalifornia, escreveram um artigo alertando que a emissao decompostos a base de cloro poderiam contribuir para a degradacao dacamada de ozonio na estratosfera, que e responsavel pela absorcaoda maior parte da radiacao ultravioleta que chega na Terra;

I Particularmente os clorofluorcarbonos (CFCs) ehidroclorofluorcarbonos (HCFCs).

I Como a degradacao da camada de ozonio se tornou um problemaglobal, foi firmado o Protocolo de Montreal em 1987, com o intuitode controlar a producao e a remocao das substancias agressivas aomeio ambiente;

I Em 1996, de acordo com as metas estabelecidas pelo Protocolo deMontreal, a producao de CFC deveria ser extinta nos paısesdesenvolvidos.

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HistoricoI Uma outra preocupacao do Protocolo de Montreal consiste na

remocao dos HCFCs, apesar desta famılia de refrigerantesrepresentar uma ameaca pequena a camada de ozonio, secomparada aos CFCs.

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