refrigeração i (ciaa)

7/25/2019 Refrigerao i (Ciaa)

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OSTENSIVO CIAA-118/030

MMAARRIINNHHAADDOOBBRRAASSIILL

CCEENNTTRROODDEEIINNSSTTRRUUOOAALLMMIIRRAANNTTEEAALLEEXXAANNDDRRIINNOO

REFRIGER O I

1 REVISO 2000

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REFRIGERAO I

MARINHA DO BRASIL

CENTRO DE INSTRUO ALMIRANTE ALEXANDRINO

2000

FINALIDADE: DIDTICA

1 REVISO

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INTRODUO

1 - PROPSITO

Esta publicao foi elaborada para dar uma orientao bsica sobre Refrigerao I.

Os assuntos nela contidos foram extrados de publicaes de fcil compreenso,

preenchidos pelas exigncias dos currculos com o propsito de facilitar a aprendizagem

por parte dos alunos. Entretanto, os complementos dos assuntos aqui elaborados sero

melhor absorvidos pelos maquinistas perante o equipamento real e pela funo tcnica

assumida a bordo dos navios da MB.

2 - DESCRIO

Esta publicao contm um nico captulo, onde so definidos, teoria da

refrigerao, conceitos e mtodos de refrigerao, sistemas de refrigerao, especificaes

gerais, ciclo de funcionamento do sistema aberto. Refrigerantes, compressores econdensadores, evaporadores e controles de refrigerao, componentes que completam um

sistema de refrigerao, instalaes de refrigerao, sistema hermticos, estudo do ar

condicionado e soldas, estudo dos elementos expansores e consideraes finais.

3 - AUTORIA E EDIO

Esta publicao de autoria do SO-MO JOS AUGUSTO BAHIA DA SILVA e

foi elaborada e editada, no CENTRO DE INSTRUO ALMIRANTE ALEXANDRINO.

4 - DIREITOS DE EDIO

Reservados para o CENTRO DE INSTRUO ALMIRANTE

ALEXANDRINO.

Proibida a reproduo total ou parcial, sob qualquer forma ou meio.

5 - CLASSIFICAO

Esta publicao classificada, de acordo com o EMA-411 (Manual de Publicaes

da Marinha) em: Publicao da Marinha do Brasil, no controlada, ostensiva, didtica e

manual.

CAPTULO 1

TEORIA DA REFRIGERAO

1.1 - INTRODUO

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Pode-se afirmar com absoluta certeza, ningum consegue chegar a ser um bom

mecnico de refrigerao sem que tenha um conhecimento amplo e segura da Teoria

da Refrigerao. No possvel fazer uma estimativa completa dos defeitos de

funcionamento sem que possua um conhecimento perfeito da teoria em que assenta

esse mesmo funcionamento. Sem um conhecimento completo dessa teoria o trabalho

fica reduzido a tentativas e equvocos. Essa espcie de servio torna-se muito

dispendiosa, e na maioria dos casos a irregularidade constatada no pode ser

corrigida. O funcionamento inadequado constitui freqentemente a causa de novos

inconvenientes.

Estude este captulo sobre Teoria da Refrigerao at que cada um de seus preceitos

chegue ao entendimento sem a necessidade de um grande esforo consciente.

1.1.1 - Incio da refrigeraoAlguns mtodos antigos e histricos datam dos tempos dos Egpcios, Gregos e

Romanos.

Os chineses cortavam o gelo no inverno e acondicionavam em palhas para uso

durante o vero.

Os gregos e Romanos usavam escravos para transportar neve das montanhas e

armazen-la em grandes silos forrados com palhas e ramo de rvores. A bebida

gelada era privativo das altas personalidades.

Os Egpcios usaram um sistema que ainda usado atualmente em muitos pases.

Eles colocaram jarros porosos em seus telhados ao anoitecer. O vero seco do

deserto provocava a evaporao da umidade marejante atravs do jarro, resfriando a

gua a contida.

Os povos usaram por muitos sculos, os mtodos antigos. Com a descoberta do

microscpio, os cientistas descobriram a existncia das bactrias e que alguns

desses micrbios eram os responsveis pela decomposio dos alimentos.

Verificou-se, tambm, que com o resfriamento desses alimentos, essas bactrias no

se propagavam, ficando amortecidas e com suas atividades diminudas.

No sculo XVIII, apareceram as primeiras indstrias de conservao de alimentos

por meio do frio. Era comum, a prtica de transporte de gelo de lugares mais frios

para outros mais quentes.

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Assim o gelo natural alm de servir s indstrias, comeou a ser utilizado em

residncias, bares, restaurantes, etc.

Devido a grande demanda do gelo natural e as grandes dificuldades para seu

transporte, comeou-se as pesquisas para a fabricao do gelo artificial. Isto

comeou em 1820 nos Estados Unidos. A partir de 1834 o gelo artificial foi

produzido graas a Jacob Perkins, que inventou o 1 sistema mecnico de

refrigerao por compresso. Foi o mtodo por absoro descoberto por Michael

Faraday em 1824 que fez aparecer os primeiros refrigeradores domsticos em 1910.

Em 1918, a Kelvinator colocou no mercado americano o primeiro refrigerador

automtico movido a eletricidade.

A General Eletric lanou seu 1 refrigerador em 1926, sendo a primeira unidade

hermtica de refrigerao automtica.O uso de refrigerao automtica de ar condicionado apareceu por volta de 1927.

De 1947 em diante, praticamente todas as unidades eram do tipo hermtico. A partir

desta data comearam a aparecer os compressores semi-hermtico e aberto.

A partir da dcada de 50, apareceram os modernos compressores PANCAKE,

substitudos posteriormente pelos modelos PEEWEE (Piu), existentes at hoje no

mercado.

No Brasil, a refrigerao mecnica comeou na dcada de 60 com modelos

importados. A partir dos anos 70, comeamos a fabricar nossos prprios

compressores com a criao da EMBRACO (Empresa Brasileira de Compressores),

instalada em Joinville - SC.

1.1.2 - O calor energia

Corrijamos de uma vez um conceito popular errneo. Os sistemas frigorficos no

produzem o frio. O frio, segundo o emprego geral do termo, a ausncia de

uma determinada quantidade de calor. Os termos frio e quente so

completamente relativos a uma determinada escala de temperaturas. A gua

fervente, por exemplo, no quente ao contato com a mo humana ou em

comparao com uma pedra de gelo. Comparada, porm, temperatura de um arco

eltrico, a gua fervente muito fria. Por outro lado o gelo muito quente

comparado com a temperatura do ar lquido em ebulio presso atmosfrica. Um

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dia de 10 pareceria muito frio caso ocorresse durante uma semana com dias de 30.

Entretanto, seria extremamente quente se tivesse lugar durante uma semana de

tempo de 0.

Para produzir o frio necessrio eliminar o calor. Os mtodos de elimin-lo, os

meios de transmiti-lo e de retardar sua transmisso constituem o objeto da

refrigerao. O estudo da refrigerao o estudo do calor e a sua transmisso. No

podemos ver o calor, mas podemos ver suas conseqncias. No podemos apalpar o

calor, mas podemos orientar os caminhos que percorre. Pode ser medido. Sabemos o

que . O calor energia.

Para definir cientificamente a energia dizemos: A energia a capacidade de

executar trabalho. Na nossa vida quotidiana usamos quantidades de energia

calorifica para podermos executar nosso trabalho fsico. Para o transporte dosobjetos empregamos o calor produzido pela combusto da gasolina. Para acionar

nossos mecanismos frigorficos, mquinas de lavar, e outros artefatos que nos

poupam trabalho, utilizamos, por exemplo, o calor produzido pela combusto do

carvo em uma usina eltrica que est a km de distncia.

O calor, conforme o conceituamos comumente, no mais que uma das formas

mais evidentes da energia. Isso pode ser em parte ilustrado por meio de um esquema

(fig. 1-1), que representa a caldeira de uma usina eltrica, na qual o calor produzido

pela queima de um combustvel convertido em energia sob a forma de presso de

gs (vapor). Isto cria a energia eltrica por meio de um gerador e produz a energia

calorfica em uma outra forma.

1.1.3 - Medio do calor

Antes de proceder a qualquer outra ponderao a este respeito, cabe definir a

unidade de medio do calor. O efeito mais comum do calor aquele que

produzido sobre a temperatura. Podemos estabelecer uma norma de medio usando

uma substncia tal como a gua, facilmente obtida sob forma pura com

caractersticas constantes, e fixando como padro a quantidade de calor necessria

para produzir uma determinada mudana de temperatura. A Unidade Trmica

Britnica, comumente conhecida como BTU, constitui uma norma desta espcie.

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Uma BTU a quantidade de calor necessria para elevar um grau Fahrenheit a

temperatura de uma libra de gua pura.

Cumpre acentuar, nesta oportunidade, que a indicao do termmetro no revela

uma medida de calor, antes, porm, a de sua intensidade (fig. 1-2). Medindo a

intensidade do calor podemos calcular o contedo calorfico desde que conheamos

a quantidade necessria para produzir uma determinada modificao de temperatura

em uma determinada quantidade de substncia. Assim, em virtude da nossa

definio de BTU , se medirmos a temperatura de 10 libras de gua antes e depois

de calefao e encontramos um aumento na mesma correspondente a 10 F, ficamos

sabendo que lhes foram adicionadas 100 BTU de calor. No entanto, substncias

diferentes exigem quantidades de calor por libra, tambm variveis, para que sua

temperatura seja elevada de um grau. J ficou estabelecido ser um BTU aquantidade de calor necessria elevao da temperatura de uma libra de gua a 1

(um) grau Fahrenheit. Consequentemente, podemos expressar a quantidade de calor

necessria para elevar a temperatura de uma libra de qualquer outra substncia,

como um multiplicador de 1, isto , a unidade, quantidade de calor que vir

diretamente expressa em BTU ou suas fraes. Esse nmero conhecido como

calor especfico de uma substncia e forma a quantidade de calor necessria para

elevar a temperatura de uma libra dessa mesma substncia de um grau Fahrenheit

(fig. 1-3).

O aumento de temperatura depende da capacidade de determinada substncia de

absorver calor. A essa capacidade em relao da gua que se chama de calor

especfico.

Eis algumas das substncias mais comuns com seu respectivo calor especifico:

lcool........................................................0,648

Vidro..........................................................0,161

Gelo...........................................................0,463

Borracha....................................................0,481

gua..........................................................1,000

1.1.4 - Transmisso do calor e modificaes conseqentes (teoria molecular)

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Muito embora a modificao da temperatura constitua aquilo que se tem em vista na

refrigerao, as alteraes fsicas produzidas pela adio e pela eliminao do calor

assumem uma importncia primordial na obteno desse resultado.

Uma anlise da estrutura das substncias contribuir para um conhecimento cabal

das alteraes fsicas, que tambm acompanham a modificao do seu contedo

calorfico. Toda matria constituda de pequenas partculas conhecidas como

molculas. Nos trs diferentes estados da matria, isto , o slido, o lquido e o

gasoso, as molculas guardam entre si uma relao diferente. No estado gasoso as

molculas individuais no se mantm unidas. Podem movimentar-se livremente e se

desagregam por completo. No esta lquido as molculas permanecem unidas de

modo mais compacto, embora ficando livres unitariamente para se desprenderem

de uma forma ampla. No estado slido, as molculas, ao contrrio das de um gs oulquido, j no se podem mais separar uma das outras. Em cada caso esto

constantemente em movimento, ainda que o volume desse movimento seja menor

em um lquido que em um gs, e muito menor em um slido que em um lquido. A

velocidade do movimento depende da quantidade de calor da substncia, j que essa

energia calorfica constitui realmente a fora motriz do movimento das molculas.

Se a um slido adicionarmos calor suficiente, o movimento das molculas torna-se

to rpido que a substncia transforma-se em lquido. Se mais calor for ainda

acrescentado, desaparece toda adeso entre as molculas, resultando da um gs.

Todas as modificaes fsicas que se seguem podem ser facilmente observadas nos

desenhos das figuras 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8 e 1-9.

O calor transforma um slido em lquido quando a energia suficientemente

aplicada sob essa forma, a ponto de permitir que as molculas superem a coeso que

as mantm naquele estado.

O calor transforma um lquido em gs quando se fornece calor suficiente para que a

energia nas molculas vena por completo a coeso que as conserva sob a forma

lquida.

O calor dilata os slidos, os lquidos e os gases, porque a maior energia em suas

molculas as obriga a se movimentarem mais rapidamente, determinando, por

conseqncia, que a substncia ocupe um maior volume.

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Quando o volume fica limitado pelo encerramento do gs ou do ar em um recinto

fechado, a adio do calor far com que o movimento molecular aumente, assim

como, a presso sobre as paredes dos recipientes.

Quando a uma substncia se adiciona calor somente para modificar seu estado

fsico, deve ter-se em conta que no produzida uma alterao de temperatura

durante o tempo em que um slido transformado em um lquido ou em que um

lquido transformado em um gs.

Fig. 1-1

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Fig. 1-2 - A temperatura a medio da intensidade de calor

Fig. 1-3 - O aumento de temperatura depende da capacidade que tem uma

substncia em absorver calor. Esta capacidade em relao gua

chamada calor especfico

Fig. 1-4 - O calor transforma um slido em lquido

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Fig. 1-5 - O calor transforma um lquido em gs

Fig. 1-6 - O calor dilata os slidos Fig. 1-7 - O calor dilata os lquidos

Fig. 1-8 - O calor expande os gases Fig. 1-9 - O calor aumenta a presso do

gs

1.1.5 - Calor latente e calor sensvel (Figs. 1-10, 1-11, 1-12 e 1-13)

Conforme foi dito anteriormente, a coeso entre as molculas mantm os slidos ou

os lquidos sob a forma de massa compacta. Torna-se necessrio proporcionar

energia suficiente para equilibrar esta coeso, alcanando-se esse equilbrio, em

determinada combinao de condies, a uma certa temperatura, entre a coeso e a

energia interna que tende a dissociar (desagregar) a substncia. Enquanto esta

modificao produzida, todo o calor aplicado absorvido como energia para

causar a dissociao. Este calor chamado de latente, e sua quantidade necessrio

por libra sempre a mesma para qualquer corpo em um determinado conjunto decondies. Mais adiante voltaremos a este detalhe. O calor latente calor necessrio

alterao do estado de uma substncia. o calor que se incorpora no decorrer

dessa modificao do estado.

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O calor adicionado antes ou aps a mudana de estado, que to somente aumenta a

temperatura do slido, do lquido ou do gs, chama-se calor sensvel. assim

denominado porque eleva a temperatura, o que pode ser constatado pelo sentido do

tato.

Quando dois corpos contguos estiverem sob temperaturas diferentes, o calor passa

do mais quente para o mais frio. Se os dois lados de um mesmo corpo estiverem

tambm sob temperaturas diferentes, o calor passa igualmente do lado mais quente

para o mais frio.

Fig. 1-10 - Calor latente de fuso da gua

Fig. 1-11 - Calor latente de vaporizao da gua

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Fig. 1-12 - Calor latente de vaporizao do anidrido sulfuroso

Fig. 1-13 - Calor sensvel da gua

As figuras de 1-14 a 1-20 representam os trs mtodos de transferncia do calor,

denominados radiao, conduo e conveco. A regulagem da passagem do

calor constitui uma das consideraes principais na construo dos aparelhos

frigorficos, bem como na sua aplicao.

Refrigerao eliminao de calor. Quando o calor eliminado por meios

mecnicos chama-se refrigerao mecnica. No que j foi dito tratamos sobre

algumas das leis naturais do calor. Essas leis no podem ser modificadas, nem

podemos fazer com que alguma coisa opere ou funcione contrariamente a elas.

Fig. 1-14 - Transferncia de calor por radiao

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Fig. 1-15 - O calor transfere-se pela conduo

Fig. 1-16 - O calor transfere-se pela conveco

Fig. 1-17 - A transferncia de calor pode ser retardada pelo reflexo do calor

radiante como no caso da pintura externa dos refrigeradores

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Fig. 1-18 - A transferncia do calor pode ser retardada pelos slidos no

condutores conforme se emprega nas guarnies dos

refrigeradores

Fig. 1-19 - A transferncia do calor pode ser retardada pelo emprego demateriais isolantes

Fig. 1-20 - Transferncia do calor em um gabinete

1.1.6 - RefrigerantesNumerosos lquidos sempre foram e ainda continuam sendo usados, como

refrigerantes. Muitos deles possuem algumas caractersticas convenientes. Do ponto

de vista prtico, somente uns tantos tm demonstrado, at agora, possuir as

caractersticas indispensveis a uma fabricao proveitosa e a um servio livre de

inconvenientes. Limitar-nos-emos, nestas condies, apreciao de alguns gases

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refrigerantes usados em sistemas de refrigerao domsticos, comerciais e

industriais, como por exemplo o FREON-12 e FREON-22, (FREON a marca

registrada que a Du Pont usa para designar os gases da famlia dos hidrocarbonetos

com flor).

1.1.7 - Efeito da presso

Toda discusso referente aos refrigerantes deve ser precedida de um entendimento

cabal do significado de presso ou vcuo, bem assim dos meios a serem utilizados

para sua medio.

Antes do mais, deve compreender-se que nossa atmosfera, em virtude do seu peso,

exerce uma determinada presso sobre a superfcie da terra. Isto pode ser

demonstrado de um modo muito simples. Basta tomar um tubo de vidro com 36

polegadas de comprimento, fechado em uma das extremidades e cheio de mercrioe, colocado o dedo sobre a extremidade aberta, levar o tubo, em posio vertical,

para dentro de um recipiente com mercrio. Ao tirar o dedo da extremidade

constatamos que o mercrio no interior do tubo baixa, incontinente, para uma altura

de, mais ou menos, 30 polegadas. De vez que apenas a presso atmosfrica sobre o

mercrio do recipiente pode estar sustentando tambm a coluna de mercrio de uma

polegada quadrada de rea, o peso dessa coluna deve corresponder presso do ar

por polegada quadrada. Verifica-se deste modo que esse peso de, mais ou menos,

14,7 libras por polegada quadrada ao nvel do mar.

Se este barmetro to simples for colocado em um recinto fechado, donde o ar tenha

sido expelido, o mercrio no tubo desce. Essa depresso, medida em polegadas,

usada como medida de vcuo (presso inferior atmosfrica). Duas polegadas de

vcuo eqivalem, mais ou menos, a uma libra de presso inferior atmosfrica. As

presses superiores atmosfrica, medem-se em libras por polegada quadrada, (fig.

1-21).

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Fig. 1-21 - Equilibrando a presso do ar com uma coluna de mercrio

Sabemos que a gua em uma caldeira de vapor sob presso, se encontra a uma

temperatura mais elevada do que quando ferve em um recipiente aberto.

Ponderando aquilo que j foi dito, verificamos que isto se mostra perfeitamente

razovel. A presso na superfcie de um lquido torna necessrio que se adicione

energia a esse do que as molculas deixem a superfcie sob a forma de gs. Essa

energia adicional fornecida mediante um acrscimo de temperatura do lquido,

antes que tenha incio a fervura. medida que a presso diminui, o lquido requer

menor quantidade de energia e a fervura d lugar a uma temperatura mais baixa. A

gua pode ilustrar esta afirmativa, desde que tenhamos trs caldeiras emfuncionamento e nelas fervamos a gua sob trs presses e temperaturas diferentes

(fig. 1-22).

Fig. 1-22 - A temperatura de ebulio depende da presso sob a qual a gua

ferve. O mesmo acontece com todos os lquidos1.1.8 - Processo de refrigerao

Se colocarmos o refrigerante em recipiente apropriado e depois levarmos este ao

contato de uma substncia mais quente, o refrigerante lquido ferve e vaporiza-se

pela ao da substncia mais quente. Embora o refrigerante lquido receba calor da

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substncia mais quente, a temperatura do refrigerante no aumenta durante o tempo

em que a presso se mantenha constante. A adio de calor a um lquido fervente

no aumenta sua temperatura, evaporando, porm, mais rapidamente o lquido.

Como a presso se mantm inaltervel, o refrigerante lquido continua fervendo a

uma temperatura constante durante todo o tempo em que recebe calor da substncia

mais quente, ou at que no haja mais lquido para ferver. A adio de uma

quantidade maior de calor no faz seno aumentar a velocidade da ebulio ou da

vaporizao e no eleva a temperatura at que todo o lquido se tenha transformado

em gs.

Como natural, a substncia mais quente, ao ceder calor ao refrigerante, tem que

sofrer alguma modificao. Se no se congela, a perda de calor ter como

conseqncia uma diminuio de sua temperatura, at se tornar igual dorefrigerante. J ento, o calor no mais poder passar da substncia mais quente para

o refrigerante, cessando o processo de ebulio ou de vaporizao.

1.1.9 - Relaes entre as presses e as temperaturas

Verificando-se as temperaturas de ebulio a diversas presses, pode-se estabelecer

uma comparao entre as temperaturas de ebulio a qualquer presso. isso

mesmo o que iremos agora ilustrar no que concerne gua, ao anidrido sulfuroso,

ao cloreto de metila e ao Freon-12.

Os pontos de ebulio, aproximados em graus Fahrenheit presso atmosfrica so:

gua 212 F; anidrido sulfuroso 14 F; cloreto de metila - 11 F e Freon 12 (-21 F).

Se colocarmos um lquido, que ferve temperatura de 14 F e a presso atmosfrica,

em um recipiente aberto, num quarto cuja temperatura seja superior a 14 F, esse

lquido ferver em virtude da passagem para ele do calor do ar no quarto. A

quantidade de calor absorvida para fazer ferver cada libra a 14 F ser o calor latente

do refrigerante.

1.1.10 - Termometria

a) Termologia

O objetivo da termologia o estudo do calor, uma forma de energia sob o ponto

de vista macroscpico.

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Assim, interessa analisar os resultados experimentais dos efeitos do calor, tais

como: as sensaes de frio e quente, dilatao dos corpos, etc.

No sentido fsico da palavra, calor no sinnimo de quente. Um corpo pode

receber uma certa quantidade de calor e continuar frio, ou perder calor e

continuar quente (fig. 1-23).

Fig. 1-23

b) Origens do calor

As partculas que compem um corpo se apresentam em constante estado de

agitao e no em repouso esttico. Seu movimento vibratrio constante e sefaz em torno da posio de equilbrio indefinidamente (fig. 1-24).

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Ao movimento das partculas denominamos agitao trmica e como

conseqncia do movimento existe uma energia cintica das partculas.

Fig. 1-24

Cabe-nos analisar no o movimento individual de cada partcula e sim o efeito

das vibraes colaterais, ou seja, a energia cintica total.

Quando falar em calor deve-se levar em conta os seguintes elementos:

Quantidade, Fonte e efeitos, descritos assim:

1. Quantidade de calor

um determinado valor de energia trmica, sendo que a quantidade de calor

que acarreta o mesmo aquecimento num mesmo corpo invariavelmente a

mesma.

2. Fontes de calor

O sol; os bicos de gs; combusto de carvo, tanto mineral como vegetal;

aparelhos eltricos (ferro eltrico, arco voltaico, etc.).

3. Efeitos do calor sobre os corpos

Aquecimento do corpo, dilatao do corpo, mudana de estado fsico docorpo, produo de trabalho mecnico.

c) Temperatura (fig. 1-25)

a medida da intensidade ou nvel de calor. A unidade de temperatura mais

usada o grau centesimal, ou centgrado ( C). Um grau centgrado igual a

1/100 da diferena entre o ponto de ebulio da gua e o ponto de fuso do

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gelo, sob presso atmosfrica normal. Na escala celsius, o ponto de ebulio

de 100 graus e o ponto de fuso do gelo o grau. Outras escalas de temperatura

so: (1) a escala Fahrenheit, comumente usada nos pases de lngua inglesa, em

que o ponto de ebulio da gua 212 graus e o ponto da fuso do gelo 32

graus e (2) a escala Reaumur em que o ponto de ebulio da gua 80 graus e o

ponto de fuso do gelo 0 grau. Existem, ainda, outras escalas para medir a

intensidade de calor.

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Fig. 1-25

I) Termmetro de mxima e mnima (de Six e Bellani) (fig. 1-26)

Consta de um tubo em U, utilizando para o seu funcionamento lcool e

mercrio, apresenta dois ndices que indicam as temperaturas mxima e

mnima ocorridas num determinado tempo (dia, semana). No reservatrio A

tem-se lcool. Elevando-se a temperatura o lcool se dilata, impelindo o

mercrio. O resfriamento produz contrao do lcool, e movimento oposto

do Hg. Os ndices t e t so movimentados pelo Hg, porm no se movem

pela passagem do lcool. Na figura o ndice t indica a temperatura mxima,

que corresponde ao volume mximo do lcool e o ndice t a temperatura

mnima. Para ser usado, utiliza-se uma m para colocar os ndices em

contato com a superfcie do mercrio.

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Fig. 1-26

II) Termmetro clnico

O termmetro clnico um termmetro de mxima, pois a coluna mercurial

do tubo s se movimenta espontaneamente quando a temperatura se eleva (a

coluna se eleva tambm). Baixando a temperatura, o Hg no volta ao

reservatrio, em virtude de sua fora de contrao ser insuficiente para

vencer a resistncia do estreitamento ou cotovelo na entrada do reservatrio

(fig. 1-27).

Fig. 1-27

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d) Escalas termomtricas

Cada um dos termmetros descritos construdo com base numa certa escala.

A escala funo dos corpos termoscpicos e da aplicao do instrumento.

Os pontos fixos de uma escala so sempre arbitrrios, atravs deles que

chegamos s equaes termomtricas.

I) Escala Celsius ou Centgrado

1. Pontos fixos

Ponto de fuso do gelo ao que atribumos o valor zero e ponto de ebulioda gua ao qual atribumos o valor cem. (valores atribudos

arbitrariamente sob presso normal).

C = 100 c = 0

2. Grandeza termomtrica

O volume aparente do mercrio (Hg) encerrado num tubo capilar de

vidro. Por conveno a variao do volume de mercrio no capilar

corresponde variao de temperatura .

Pode-se substituir por lcool.

3. Intervalo escalar

Dividimos o intervalo entre os pontos fixos (de 0 a 100) em 100 partes

iguais. Cada intervalo representa uma unidade da escala centgrado ou

Clsius que denominada: grau centgrado ou grau Celsius ( C).

A substncia termomtrica tambm poderia ser gs hidrognio, desde que

se respeitasse os pontos fixos arbitrados e o intervalo escalar.

II) Escala Reaumur

1. Pontos fixos

Ponto de fuso do gelo ao qual atribumos o valor zero e ponto de

ebulio da gua ao qual atribumos o valor 80.

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R=80 r = 0


Preferencialmente o mercrio (Hg).


Dividimos em 80 partes iguais cada uma recebe nome de grau Reaumur (

R).

III) Escala Fahrenheit

1. Pontos fixosMistura de gua, gelo, sal e amnia, qual atribudo o valor zero e

ponto de ebulio da gua ao qual atribumos o valor 212.


Mercrio, na maioria das vezes.


Dividido em 212 partes iguais e cada uma delas recebe o nome de grau

Fahrenheit ( F).F = 212 f = 32

e) Converso de escalas

As relaes entre: Celsius, Reaumur e Fahreneit sero:

C = R = F-32100 80 180

dividindo-se toda a relao por 20, o resultado no se altera, e temos:

C = R = F - 325 4 9

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1.1.11 - Calorimetria

a) Calorimetria

Cabe calometria o estudo das perdas, ganhos e variaes das Quantidades de

calor dos corpos e funo das variaes de temperatura. Ento podemos dizer

que:A parte da Termologia que estuda a medida calor a calorimetria

b) Unidades de quantidade de calor

A unidade de medida para determinar a quantidade de calor contida em um

corpo a CALORIA (smbolo CAL) que igual a quantidade de calor

necessrio para elevar de 1 C, uma grama de gua pura sob presso normal.

Se, ao contrrio, se tratar de diminuir de 1 C a mesma quantidade de gua, diz-

se FRIGORIA.

Em refrigerao usada a quilocaloria (Kcal) que igual a 1000 calorias, e

definida com sendo a quantidade de calor necessrio para elevar de 1 C, a

temperatura de 1 Kg de gua pura sob presso normal.

Nos pases de lngua inglesa a unidade de medida o BTU (British Thermal

Unit) ou unidade trmica britnica que igual a quantidade de calor necessria

para elevar de 1 F (-17,22 C) a temperatura de uma libra de gua pura (1 lb. =

0,454 Kg).

Obs.: 1 Kcal = 4 BTU aproximadamente,

1 BTU = 0,252 Kcal.

c) Calor especfico

a quantidade de calor necessria para elevar a temperatura de uma unidade de

massa do corpo de um grau de temperatura. Em unidades mtricas, a

OSTENSIVO


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quantidade de calor, em Kcal, necessria para elevar a temperatura de 1 Kg do

corpo de 1 C; em unidades inglesas, a quantidade de calor, em BTU,

necessria para elevar a temperatura de uma libra do corpo de 1 F. Pela prpria

definio das unidades de quantidade de calor, o calor especfico da gua de

1,0. Como a maioria dos corpos requerem menos energia calorfica do que a

gua para uma dada alterao de temperatura, os seus calores especficos so

menores que 1,0. O calor especfico medido em cal/g C.

d) Calor latente

a quantidade de calor que se acrescenta ou se retira de um corpo e que causauma mudana de estado, sem mudana de temperatura. Todas as substncias

podem existir em trs estados: (1) o estado slido, (2) o estado lquido e (3) o

estado gasoso ou de vapor. A experincia determina que para transformar 1 Kg

de gelo em 1 Kg de gua, se deve acrescentar ao gelo uma quantidade de calor

igual a 80 Kcal. Em unidades inglesas, para transformar uma libra de gelo em

gua, so necessrias 144 BTU de energia calorfica. Enquanto este calor

acrescentado, a temperatura permanece constante em 0 C, ou 32 F. Isto que

dizer que ocorreu uma mudana de estado sem mudana de temperatura. Alm

disso, se o calor continua sendo acrescentado, sero necessrias 100 Kcal para

elevar a temperatura desse Kg de gua at 100 C, ou 970 BTU para elevar a

libra de gua at 212 F (pelas prprias definies de Kcal e de BTU). Neste

ponto, a gua comea a ferver, ou seja, a se transformar em vapor. Para passar

de Kg de gua a vapor, sero necessrias 540 Kcal adicionais, ou para passar 1

libra de gua a vapor, sero necessrias 970 BTU adicionais. No entanto,

OSTENSIVO


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enquanto existir algum lquido, a temperatura no passar de 100 C ou 212 F

(fig. 1-28).

Fig. 1-28 - A matria existe em trs estados, dependendo da temperatura

I) Calor latente de fuso (Lf)

a quantidade de calor necessria para passar um corpo do estado slido

para o estado lquido. E normalmente expresso em Kcal para Kg, ou emBTU por libra. Calor latente de solidificao a quantidade de calor que se

deve retirar de um corpo para passar para o estado slido.

II) Calor latente de vaporizao (Lv)

a quantidade de calor necessria para mudar o estado de um corpo de

lquido para vapor. tambm expresso em Kcal/Kg ou B.T.U/lb. Calor

latente de condensao a quantidade de calor que se deve retirar de um

vapor para pass-lo ao estado lquido, isto , condens-lo; igual ao calor

latente de vaporizao. Por exemplo, devem ser acrescentadas 540 Kcal a 1

Kg de gua para pass-la ao estado de vapor. Se desejar passar esse vapor ao

estado lquido, isto , condens-lo, devero ser retiradas dele as mesmas 540

Kcal.

Pelo princpio das transformaes inversas, temos:

Calor latente de fuso (Lf).................. = Calor latente de solidificao (Ls).

Calor latente de vaporizao (Lv)....... = Calor latente de Condensao (Lc).

Quando se considerar a quantidade de calor cedida ou recebida por um

corpo para a mudana de estado, h de ser representar o produto da massa

considerada pelo respectivo calor latente (de fuso, vaporizao,

solidificao e condensao).

e) Calor sensvel

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O calor trocado por um corpo chamado sensvel quando provoca no mesmo

uma variao de temperatura, sem alterar suas propriedades fsicas. Ex.: Se

colocarmos um recipiente contendo 1 Kg de gua a 20 C, em um forno aceso,

podemos notar que aps alguns minutos a temperatura da gua comea a

aumentar at atingir valor de 100 C, sem modificar seu estado fsico.

f) Relao entre calor sensvel e calor latente da gua a presso atmosfrica

OSTENSIVO


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Fig. 1-29 - Relao entre calor sensvel e calor latente da gua a presso atmosfrica

g) Quantidade de calor

calculada pela frmula:

Q = M x Ce (T1-T2)

Q = quantidade de calor

M = massa (g, Kg, lb)

Ce = calor especfico da substncia

T1 = temperatura INICIAL

T2 = temperatura FINAL

Exemplo:

A massa de 5 Kg de gua a 32 C deve ter sua temperatura reduzida para 5 C.

Quantas calorias deve ser retirada para que a substncia alcance a temperatura

desejada?

Q = M x Ce (T1-T2) M = 5Kg Ce = 1 T1 = 32 T2 = 5

Q = 5x 1 (32-5) Q = 5x27 Q = 135 Kcal ou Q = 135.000 Cal.

h) Clculo de calor latente

A maioria das substncias quando muda de estado permanece com a

temperatura constante. Atravs de experincias, foi comprovado que para

mudar de estado a substncia ceder ou absorver uma quantidade constante de

calor. O caso particular da gua, 1 g de gua a 0 C, presso normal, CEDE

80 Cal para mudar seu estado para slido. Nas mesmas circunstncias, 1 g de

gelo absorve 80 Cal para fundir. Quando a massa for dada em Kg a quantidade

de calor ser Kcal. Logo, 1 kg de gelo a 0 C, absorver 80 Kcal para mudar seu

estado. A massa de 1 Kg de gua a 100 C absorve 540 Kcal para ser

transformada em vapor. Quando for em grama o calor ser dado em Cal. A

massa de 1 g de gua a 100 C absorve 540 Cal na mudana de estado para

vapor.

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No sistema ingls usado BTU (calor), libra (peso) e F (temperatura). A

massa de uma libra de gua a 32 F cede 144 BTU para ser transformada em

gelo. Quando for o contrrio, nas mesmas condies, 1 libra de gelo absorve

144 BTU de massa de 1 libra de gua a 212 F absorve 970 BTU para ser

transformada em vapor. No caso inverso, de vapor para lquido, ceder a

mesma quantidade de calor (970 BTU).

Ex.: A massa de gua de 15 Kg a 0 C necessita para mudar de seu estado

slido de quantos Kcal?

R: Se para cada quilo necessrio 80 Kcal, logo: 15 x 80 = 1200 Kcal.

i) Propagao do calor

I) Conduo

o processo de transmisso de calor no qual esse calor transferido demolcula para molcula dentro de uma substncia homognea, ou entre duas

substncias que esto em contato fsico.

Ex.: Esquentando a ponta de uma barra de ferro o calor se propaga at o final

dessa barra.

II) Conveco

o processo de transmisso de calor que ocorre num fluido, ou seja, num

lquido ou gs.

Ex.: Um fluido aquecido tende a subir devido sua densidade ter diminudo.

O movimento das partculas leva consigo a energia de uma posio

para outra.

III) Irradiao

o processo de transmisso de calor que ocorre sob forma de energia

radiante (luz, solar).

j) Mudanas de estado

1. Fuso

a passagem do estado slido para o lquido.

2. Solidificao

a passagem do estado lquido para o estado slido.

3. Vaporizao

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a passagem do estado lquido para o gasoso.

4. Liquefao ou

a passagem do estado gasoso para o lquido.

5. Sublimao

a passagem direta do estado slido para o gasoso e vice-versa.

l) Tonelada de refrigerao

A tonelada padro comercial de refrigerao definida pela ASHRAE

Amrican Society of. Heatig Refrigerating and Air Conditioning Engineers

como a transferncia de 200 BTU por minuto, ou seja, 12.000 BTU por hora.

Esta a base muito usada para clculos de refrigerao, seja para

armazenamento frigorfico, condicionamento de ar, fabricao de gelo ou para

fabricao de sorvete.Quando uma pessoa diz que tem uma instalao de gelo com 70 toneladas de

capacidade, trata-se de um fato diferente. Ela quer dizer que pode fabricar 70

toneladas de gelo em 24 horas, e a capacidade nominal de sua instalao pode

chegar a 150 toneladas de refrigerao.

Assim, em BTU, uma tonelada de gelo representa, em unidades inglesas, 2.000

x 144 = 288.000 BTU (2.000 o nmero de libras por tonelada inglesa e 144

o calor latente da solidificao da gua). Qualquer equipamento capaz de retirar

esta quantidade de calor em um dia tem capacidade igual a 1 tonelada de

refrigerao. Uma unidade capaz de retirar 120.000 BTU por hora ter uma

capacidade de 10 toneladas de refrigerao.

Ento: 1 Ton = 12.000 BTU/h

288.000 BTU absorvidos em 24 horas.



12.000 BTU absorvidos em 1 hora.

200 BTU absorvidos em 1 minuto.

1.1.12 - Efeito da presso no ponto de ebulio de um lquido

Todos os lquidos tm um determinado ponto de ebulio para uma dada condio

de presso. Em outras palavras, todos os fluidos se comportam como a gua, no

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sentido de que, quando em estado lquidos, eles se evaporam logo que lhes ceda

calor. Do mesmo modo que a gua, quando em estado de vapor, eles se condensam

ao se retirar calor deles, a uma temperatura conhecida como temperatura de

saturao. Assim a temperatura de saturao de qualquer fluido depende de sua

presso. A gua presso corresponde ao nvel do mar, 1 atmosfera de 14,7 libras

por polegada quadrada (PSI), sobre a superfcie, deve ser aquecida em ebulio ou

para que ocorra o calor latente de vaporizao. Se a presso aumenta, o ponto de

ebulio aumenta. Se a presso diminui, o ponto de ebulio diminui.

1.1.13 - Capacidade de uma substncia absorver calor

Quando somente elevada sua temperatura, permanecendo no mesmo estado, uma

substncia tem uma capacidade relativamente pequena de absorver calor. A da

gua em estado lquido 1 Kcal por Kg por grau Celsius de elevao detemperatura, sendo menor no estado gasoso e no estado slido. O calor especfico

de outras substncias, nos trs estados, , em geral, menor que 1, ou seja, que o da

gua no estado lquido.

Entretanto, a capacidade de uma substncia absorver calor, quando h mudana de

estado, referente ao seu calor latente de fuso ou de vaporizao,

comparativamente grande. O calor latente de fuso da gua 80 Kcal/Kg e o de

vaporizao 540 Kcal/Kg.

No ponto de ebulio, uma substncia apresenta a sua mxima capacidade de

absorver calor, a qual denominada calor latente de vaporizao. Como o

aumento de presso tem o efeito de elevar o ponto de ebulio (temperatura a qual

o lquido se vaporiza) e a diminuio da presso tem o efeito de abaix-lo, foi

lgico usar-se uma reduo de presso abaixo da atmosfrica (a um vcuo parcial)

nas primeiras tentativas de fazer com que alguns lquidos mais comuns se

vaporizam a temperatura suficientemente baixa para produzir frio artificial.

1.1.14 - Presso absoluta e Presso relativa

Presso absoluta a presso acima do vcuo perfeito. Presso relativa a presso

acima da presso atmosfrica padro de 1,033 Kg/cm, ou 14,696 PSI a maioria

dos manmetros do leitura de presso relativa. O valor da presso absoluta pode

OSTENSIVO


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ser achado facilmente, somando-se leitura do manmetro 1,033 Kg/cm ou, se

trabalha com unidades inglesas, 14,696 PSI (arredondadas para 14,7 PSI).

1.1.15 - Relao entre milmetros de vcuo e presso absoluta

Qualquer presso relativa menor que zero expressa, s vezes, em milmetros de

vcuo, ou polegadas de vcuo. Como a presso atmosfrica padro de 1,033

Kg/cm ou 14,696 PSI pode suportar uma coluna de mercrio de 760 mm de

altura, 250 mm de vcuo significam um vcuo, ou presso parcial de 250 mm

menor do que a presso padro. O vcuo perfeito, ou seja, zero Kg/cm absoluto

ou zero PSI absoluta (psia), pode ser expresso como 760 mm de vcuo ou 30

polegadas de vcuo. (fig. 1-30).

Fig. 1-30

1.1.16 - Converso de milmetros de vcuo, ou polegadas de vcuo, em presso

absoluta

Para se converter milmetros de vcuo para presso absoluta em Kg/cm, subtrai-se

a leitura de 760 e multiplica-se o resultado por 0,00136. Por exemplo, um vcuo

de 250 mm corresponde a (760-250) x 0,00136 = 0,694 Kg/cm. Em unidades

inglesas, subtrai-se a leitura em polegadas de vcuo de 30 polegadas e multiplica-

se o resultado por 0,49. Por exemplo, 10 polegadas de vcuo correspondem a (30-

10) x 0,49 = 9,8 psia

1.1.17 - Lei de Dalton ou das presses parciais

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A lei de Dalton, ou das presses parciais, diz que, se uma mistura de gases

contida num vaso, cada qual exercer sua prpria presso no vaso,

independentemente dos outros. Ento, a presso absoluta total ser igual soma

das presses parciais exercida por cada um dos gases. Por exemplo, se o vaso A

(fig. 31) contm refrigerante lquido a uma profundidade de 7,5 cm temperatura

de 30 C, a presso ser de 11,89 Kg/cm absoluta. Se o vaso B contm ar

em quantidade suficiente para elevar a presso a 2,46 Kg/cm absoluta, ao se

abrirem as vlvulas A e B enquanto a temperatura permanece constante, a presso

nos dois vasos ir logo atingir o valor de 11,89 + 2,46 = 14,35 Kg/cm absoluta.

Uma quantidade de lquido suficiente para manter a temperatura de 30 C e

presso de 11,89 Kg/cm absoluta ser evaporada. Os dois gases se misturaro,

cada um deles exercendo sua prpria presso nos vasos. Assim a presena de ar eoutros gases no condensveis num sistema de refrigerao ir ocasionar presses

maiores do que as presses exercida pelo agente refrigerante.

Fig. 1-31

1.1.18 - Definio de frio e calor

Frio e calor so termos relativos. Falando estritamente, frio uma condio

distintamente separada de calor. Os dois termos so puramente relativos, sem

significado exato. Eles expressam simplesmente condies de temperatura com

relao a um padro. Este padro usualmente a temperatura do corpo humano,

que normalmente 98,6 F (37 C). Se uma pessoa apanha um pedao de gelo, ela

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diz que o gelo frio; ela quer dizer que a temperatura do gelo menor que a

temperatura de sua mo. Se a pessoa bebe um copo de caf, ela diz que o caf est

quente; ela quer dizer que a temperatura do caf mais alta que a de sua boca.

Entretanto, o gelo mais quente que o ar liqefeito, por exemplo, e o caf mais

frio que a gua fervente.

Ao se discutirem assuntos relacionados com refrigerao e condicionamento de ar,

freqentemente prefervel utilizar a expresso resfriamento do que a expresso

pouco significativa, remoo de calor. De qualquer maneira, refrigerao e

condicionamento de ar referem-se manuteno das condies mais adequadas

para a sade e conforto do corpo humano, e esto relacionados com temperaturas

que o ser humano usualmente classifica como fria e quente. Nesta apostila, quando

a palavra resfriamento utilizada, fica subentendido que a operao efetivamenteconsiste na remoo de calor.

1.2 - CONCEITOS E MTODOS DE REFRIGERAO

1.2.1 - Conceitos de refrigerao

o processo de transferir calor de um lugar para outro.

o processo de remover o calor de qualquer matria, quer seja lquida, gasosa ou

slida. A remoo do calor da matria reduz sua temperatura ou muda de estado.

o processo de tirar calor de um corpo ou espao para reduzir sua temperatura.

Refrigerao o processo atravs do qual se torna possvel remover calor de um

corpo em espao fechado, e mant-lo em temperaturas desejadas.

A refrigerao essencial na conservao de produtos perecveis, na estabilizao

de temperaturas para operao de equipamentos, na climatizao de ambientes

destinados habitabilidade humana, em reas industriais, hospitalares, residenciais,

etc.

1.2.2 - Mtodos de refrigerao

O processo de refrigerao pode ser conseguido por vrias modalidades, sendo as

seguintes as mais usuais: 1) Com uso de gelo; 2) Empregando-se misturas

refrigerantes; 3) Utilizando-se gelo seco; 4) Por meio de lquidos volteis.

a) Uso do gelo

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Apenas uma refrigerao muito limitada ser conseguida mediante a colocao

da substncia a ser refrigerada bem prxima pedaos de gelo. Haver, portanto,

transmisso de calor da substncia para o gelo, resfriando-se a substncia e

derretendo-se o gelo. Obter-se-o unicamente ndices moderados de refrigerao

com o uso deste processo, no devendo de modo algum ser ele encarado como de

grandes recursos. Um exemplo bastante comum nos dado pelos peixeiros

quando exibem seus peixes em mesas de folhas de flandres ou ao inoxidvel,

deitando-se sobre os pedaos de gelo a fim de preserv-los contra deteriorao

prematura, sendo esta prtica largamente usada nos pases de clima quente.

b) Misturas refrigerantes

As misturas refrigerantes ou refrigerantes qumicos, como so s vezes

chamadas, funcionam sob um princpio em que se emprega a absoro de calorlatente, quando duas substncias slidas so unidas quimicamente para formar

um lquido. No caso do gelo e sal, este o calor necessrio para transformar o

gelo em gua sem provocar qualquer mudana de temperatura. As misturas

refrigerantes no encontram emprego comercial, porm so muito usadas em

servio de laboratrios ou em casos que requeiram de imediato baixas

temperaturas.

As misturas refrigerantes, quando constitudas de uma mistura de gelo e um

composto qumico, geralmente um sal ou quantidades excessivas, se comportam

da seguinte maneira: o gelo ao se derreter absorve calor proveniente de seus

arredores, formando uma soluo salina a qual tende a dissolver uma maior

quantidade de gelo. Para que haja transformao de gelo em gua, dever haver

calor latente, e se a mistura se achar termicamente isolada de seus arredores, este

calor s poder vir do interior da prpria mistura. Haver formao de gua que

dissolver mais sal promovendo eventualmente um estado de equilbrio, no qual

a concentrao permanecer constante e o sistema estar isolado de toda e

qualquer aplicao externa de calor, resultando uma temperatura mnima e

constante. Entre os sais mais usados se acham os seguintes: cloreto de clcio,

cloreto de sdio, nitrato de amnia e sulfato de amnia.

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c) Gelo seco

Este tipo de refrigerao usado principalmente para a preservao de produtos

facilmente perecveis, como gneros alimentcios etc., que se acharem em

trnsito, ou nos casos em que houver inconvenincia em se empregar gelo

comum. Um dos exemplos tpicos deste tipo de refrigerao nos dado pelos

sorveteiros ambulantes que se utilizam de recipientes instalados em carrinhos

especialmente fabricados para este fim.

O processo de fabricao de gelo seco (Bixido de carbono slido) pode ser

resumido da seguinte maneira: o gs carbnico limpo e seco levado a uma alta

presso num compressor e aps ficar completamente isento de quaisquer traosde leo provenientes do compressor, passado para um condensador de onde

retirado calor. O gs, conseqentemente, se liqefaz e imediatamente se expande

atravs das vlvulas para o interior da cmara. A rpida expanso do gs far

com que o Bixido de carbono forme flocos de neve que so compactados em

blocos ou lingotes para serem usados.

d) Uso de lquidos volteis

O mtodo mais comumente usado para produzir frio em escala comercial

atravs da evaporao de lquidos que possuem pontos de ebulio extremamente

baixos. Para que isto se d necessrio que os lquidos empregados, ao se

evaporarem, absorvam calor latente de seus arredores a fim de que deste modo

possam produzir um efeito refrigerante.

Um exemplo bastante comum o da fervura da gua. O calor aplicado gua

aumenta a sua temperatura e eventualmente provocar sua fervura a 100 C, isto

presso atmosfrica normal. Uma aplicao adicional de calor no aumentar a

sua temperatura, mas apenas causar a sua mais rpida evaporao. Em outras

palavras, a fim de se transformar em vapor, a gua dever absorver calor de uma

fonte externa e assim procedendo far com que esta se resfrie.

As temperaturas as quais diferentes lquidos entram em ebulio variam muito,

mesmo quando sujeitos a mesma presso. O fator presso muito importante,

OSTENSIVO


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uma vez que dele depende o ponto de ebulio, isto , quanto mais alta for a

presso tanto mais alto ser o ponto de ebulio e, inversamente, quanto mais

baixa for a presso tanto mais baixo ser o ponto de ebulio. Quando se

menciona o ponto de ebulio de um lquido sem nenhuma referncia presso,

subtende-se sempre que esta a presso atmosfrica normal, ou seja, 1,033

Kg/cm (14,7 lbs/pol).

Esta relao entre a presso e o ponto de ebulio aplicada em refrigerao, e

escolhendo-se um lquido com ponto de ebulio baixo, ela promove a absoro

do calor exigido para a evaporao da substncia cujo resfriamento se deseja. O

frio a ser produzido pode variar de vrios graus mediante alterao da presso e,

portanto, da temperatura qual o lquido se evaporar.

1.3 - SISTEMAS DE REFRIGERAO1.3.1 - Definio

Chama-se Sistema de Refrigerao o conjunto de todos os componentes de uma

instalao de refrigerao.

1.3.2 - Princpio de funcionamento

Os sistemas de refrigerao empregam lquidos cujos pontos de ebulio podem

estar muitos graus abaixo de zero e dos quais so conhecidos os pontos de ebulio

para diversas presses, isto , cujas caractersticas presso-temperatura so

conhecidas. Pelo uso dispositivos mecnicos, a presso no interior do sistema pode

ser mantida em qualquer ponto desejado. Uma vez que se pode controlar a presso,

pode-se tambm controlar a temperatura.

1.3.3 - Propriedades bsicas

So comuns a qualquer sistema:

- um lquido para se vaporizar absorver calor.

- um lquido ferve, quando a presso do vapor igual ou maior aquela que ela

suporta.

- um vapor, quando se condensa, cede calor.

- um vapor saturado se condensa se ele for comprimido.

1.3.4 - Ciclo de refrigerao

O ciclo fundamental de refrigerao do tipo padro constitudo de:

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- um compressor acionado por um motor eltrico.

- um condensador para baixar a temperatura do gs refrigerante.

- um elemento expansor que pode ser: uma vlvula expansora ou um tubo capilar.

- um evaporador.

1.3.5 - Sistema de refrigerao aberto

Denomina-se sistema aberto de refrigerao, todo sistema no qual o compressor e

seu acionador (motor eltrico, turbina a gs, turbina a vapor ou motor alternativo

diesel ou a gasolina) so independentes, interligando-se por meio de correias,

acoplamentos rgidos, flexveis, ou por meio de engrenagens. So sistemas que, em

geral, utilizam grande volume de refrigerante circulante. Ex.: Frigorficas de grandeporte, Centrais de ar Condicionado, Balces frigorficos, etc. (fig. 1-32)

Fig. 1-32 - Sistema aberto acionado por motor eltrico

1.3.6 - Sistema de refrigerao hermtico

Denomina-se sistema hermtico de refrigerao todo sistema no qual o compressor

e seu acionador (geralmente um motor eltrico) forma uma unidade blindada,

denominada unidade hermtica. O eixo do compressor o prolongamento do eixo

OSTENSIVO


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do induzido do motor eltrico acionador. Ex.: Geladeiras domsticas,

Refresqueiras, Ar condicionado domstico de parede, etc.

1.3.7 - Sistema de refrigerao semi-hermticos

So sistemas nos quais o compressor e seu acionador so dependentes, porm

fisicamente separados. O compressor e seu acionador possuem um nico eixo,

porm, tanto o compressor quanto o acionador, so acessveis.

1.4 - ESPECIFICAES GERAIS1.4.1 - Elementos de um sistema de refrigerao

Os componentes bsicos necessrios para o funcionamento de um sistema de

refrigerao so (fig. 1-33): (1) Compressor; (2) Condensador; (3) Elemento

expansor (vlvula expansora ou Tubo capilar); (4) Evaporador.

Fig. 1-33 - Elementos de um sistema de refrigerao

1.4.2 - Ciclo de funcionamentoO refrigerante flui atravs da vlvula expansora e atravessa as serpentinas do

evaporador, onde absorve calor e se transforma em gs ou vapor. Da, passa para o

compressor, onde comprimido at atingir a presso do condensador. No

condensador, o calor retirado e o refrigerante se torna lquido. Do condensador o

refrigerante passa para a vlvula expansora, recomeando o ciclo. O refrigerante

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est sob presso baixa desde a sada da vlvula expansora, atravs do evaporador,

at a aspirao do compressor. Esta parte do sistema conhecida como lado de

baixa presso. O refrigerante est sob presso alta desde a descarga do compressor,

atravs do condensador, at a sada de vlvula expansora. Esta parte do sistema

conhecida como lado de alta presso. As presses dos dois lados variam conforme:

(1) refrigerante empregado; (2) temperatura requerida no evaporador; (3) a

temperatura do meio de condensao (fig. 1-34).

Fig. 1-34 - Ciclo de funcionamento

1.4.3 - Condies de funcionamento de um sistema padro

Temperatura de evaporao de -15 C, temperatura de condensao de 30 C e

temperatura do gs de aspirao de -10 C constituem as condies de referncia da

tonelada padro para funcionamento de um sistema de refrigerao. As condies

nominais das mquinas de refrigerao so freqentemente inferiores s da tonelada

padro (fig. 1-35).

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Fig. 1-35

1.4.4 - Fases do ciclo de funcionamento de um sistema de refrigerao

- Compresso, no compressor.

- Condensao, no condensador.

- Expanso, no elemento expansor.

- Evaporao, no evaporador.1.4.5 - Ciclo da refrigerao por compresso

A refrigerao de produtos perecveis assegura por longo tempo suas caractersticas

originais.

Fazendo determinado fluido evaporar-se sob condies controladas, o calor pode ser

absorvido refrigerando-se o ambiente.

Portanto, nos sistemas de refrigerao, as substncias refrigerantes, ao se

evaporarem, provocam resfriamento; por outro lado, quando se condensam liberam

calor para o meio ambiente.

Para que o processo se torne econmico, porm, a substncia refrigerante evaporada

deve ser coletada e reconduzida ao seu estado original, a fim de que o processo

possa ser repetido (fig. 1-36). O refrigerante ganha calor no compressor e

evaporador e perde no elemento expansor e condensador.

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Fig. 1-36 - Ciclo frigorfico a compresso

1.4.6 - Sistema de refrigerao por compresso ou mecnica

Nos sistemas de refrigerao por compresso so empregados compressores

alternativos ou rotativos. Usados em unidades de pequeno e mdio portes, os

compressores alternativos podem ser hermticos, semi-hermticos e abertos.

O compressor aspira da serpentina interna a baixa presso, na qual ocorre a

evaporao (fig. 1-37), e descarrega na serpentina externa a alta presso, na qual o

calor extrado.

Na obteno do ciclo, usam-se substncias refrigerantes que, entre outras

caractersticas, devem passar facilmente do estado lquido para o estado gasoso;

devem ter baixo ponto de ebulio, capacidade de absorver e transmitir calor a baixa

temperatura.

Devem ainda ceder o calor absorvido quando em condensao seja pela gua, seja

pelo ar.

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Fig. 1-37 - Ciclo de resfriamento

1.5 - REFRIGERANTES

1.5.1 - Definio

Refrigerante a substncia usada para a transferncia de calor num sistema de

refrigerao. Ele absorve calor pela sua evaporao a baixa temperatura e presso e

cede esse calor pela sua condensao a alta temperatura e presso.

1.5.2 - Refrigerantes primrios

Os refrigerantes usados num sistema fechado e que sofrem uma mudana de estado

so chamados refrigerantes primrios.

1.5.3 - Refrigerantes secundrios

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So refrigerantes usados nas grandes instalaes de refrigerao e ar condicionado.

Os refrigerantes secundrios no sofrem mudana de estado. O refrigerante primeiro

resfria o refrigerante secundrio; o refrigerante secundrio circulado no sistema

por meio de bombas, atravessa o espao a ser resfriado e transporta o calor

absorvido de volta para o refrigerante primrio. Os refrigerantes secundrios mais

comumente usados so uma soluo de salmoura para refrigerao e gua gelada

para condicionamento de ar.

1.5.4 - Grupos

Os refrigerantes esto divididos em trs grupos no Cdigo Nacional de Segurana

de Refrigerao (EUA - National Refrigerant Safetu Code).

a) Estudo comparativo entre os diversos fluidos frigorficos. (Tabela 1)

Presso de satu-rao Kgf/cmFluido

-15 C 30 C

Relao

de

compresso

Efeitofrigorfico

f/K

f

Fluidoemci

rculao

porTRK

gf/h

Lquido

em

circulao

por

TR

m/h

Volumeesp

ecfico

dovapor(

-15C)

m/Kg

f

Volumedes

locado

por

(-15C)TR

m/h

Coeficiented

eefeito

frigorficot

erico

Rendimento

frigorficoterico

fg/cv.

h

Temperatura

dedes-

cargadocom

pressor

(isentrp

ica)

CO2 23.24 73.34 3.15 30.8 98.2 0.106 0.0166 1.63 2.56 1651 71 CNH3 2.41 11.895 4.94 26.4 11.43 0.019 0.51 5.82 4.75 3000 99 CCCl2F2 1.863 7.592 4.08 28.4 106.5 0.081 0.0925 9.87 4.70 2960 39 C

OSTENSIVO


52/352


CHClF2 3.02 12.25 4.06 38.6 78.3 0.066 0.0781 6.12 4.66 2940 55 CCH3Cl 1.487 6.658 4.48 83.4 36.2 0.039 0.278 10.1 4.63 2930 81 CSO2 0.828 4.66 5.63 79.2 38.2 0.027 0.402 15.3 4.87 3080 90.5 CC2Cl2F4 0.476 2.578 5.42 23.9 126.3 0.087 0.264 33.38 4.74 2970 90 CC2H4Cl 0.326 1.9 5.83 79.1 38.2 0.043 1.005 38.4 4.19 3280 41 CCHCl2F 0.368 2.2 5.97 49.7 60.9 0.044 0.571 34.8 5.11 3230 60 C

C2HCl3 0.0109 0.118 10.8 52 38 0.0394 15.0 868 5.09 3210 73 CC2H2Cl2 0.0614 0.505 8.23 63.5 47.6 0.0382 3.93 186.5 5.14 3250 60 CCH2Cl2 0.0825 0.705 8.76 74.7 40.4 0.0299 3.02 122 5.0 3160 85 CCCl3F 0.206 1.285 6.24 37.5 80.6 0.054 0.768 61.9 5.1 3220 45 CC2Cl3F3 0.0685 0.550 8.02 29.8 101.4 0.064 1.69 171 4.92 3110 30 C

Tabela 1 - Propriedade de alguns refrigerantes

1. Grupo I

Esto os refrigerantes mais seguros. Incluem-se neste grupo:

1. Tricloromonofluorometano - R-112. Diclorodifluorometano - R-12

3. Clorotrifluorometano - R-13

4. Tetrafluoreto de carbono - R-14

5. Dicloromonofluorometano - R-21

6. Monoclorodifluorometano - R-22

7. Triclorotrifluorometano - R-113

8. Diclorotetrafluorometano - R-114

9. Dixido de carbono - CO2

10. Diclorometano

2. Grupo II

No so to seguros como os do grupo I por serem um tanto inflamveis, txicos

e venenosos. Alguns dos refrigerantes deste grupo so:

Dicloroetileno - Cloreto de metil

Formiato de metil - Dixido de enxofre

Cloreto de etil - Amnia

OSTENSIVO


53/352


3. Grupo III

Inclui os mais perigosos de todos os refrigerantes; eles so altamente

inflamveis. Alguns dos refrigerantes deste grupo so:

Butano - Isobutano - Propano

Etanol - Etileno - Metano

1.5.5 - Caractersticas desejadas

Muitos aspectos tm que ser considerados, os mais importantes so:

1. Uma vez que a refrigerao se efetua pela evaporao de um lquido, o

refrigerante deve ser voltil ou capaz de se evaporar;

2. O calor latente de vaporizao deve ser bastante elevado para que o resultado seja

obtido com um mnimo de refrigerante em circulao;

3. importante que seja seguro nas condies normais de funcionamento; osrefrigerantes no devem ser combustveis, manter a chama ou ser explosivos;

4. O refrigerante deve ser inofensivo s pessoas e ter um odor que revele a sua

presena. Os vazamentos devem ser detectveis por verificao simples;

5. O custo deve ser razovel e deve existir em abundncia para seu emprego

comercial;

6. O refrigerante deve ser estvel sem qualquer tendncia a se decompor nas

condies de funcionamento;

7. No deve ter efeito prejudicial sobre os metais, lubrificantes e outros materiais

usados nos compressores e demais componentes do sistema;

8. O refrigerante deve ter presso de evaporao e de condensao razoveis;

9. Deve produzir o mximo de refrigerao para um dado volume de vapor

movimentado pelo compressor;

10. A compresso presso de condensao deve requerer o mnimo de potncia;

11. A temperatura crtica deve estar bem acima da temperatura de condensao.

1.5.6 - A gua como agente refrigerante

A gua pode ser usada como agente refrigerante em certos tipos de sistemas de

refrigerao, normalmente naqueles em que as temperaturas requeridas esto acima

de 2 C. Para que a gua se evapore a temperaturas to baixas, preciso manter um

OSTENSIVO


54/352


alto vcuo. Alguns sistemas antigos usavam jato de vapor para este fim. Os

sistemas mais modernos se baseiam no princpio da absoro e so utilizados cada

vez mais em instalaes de condicionamento de ar.

1.5.7 - Calor latente de evaporao

A maior parte do calor em jogo num sistema de refrigerao se refere ao calor

latente. Um alto valor de calor latente de vaporizao significa que uma pequena

quantidade de refrigerante vai absorver uma grande quantidade de calor. Por

conseguinte, menos refrigerante ser requerido em circulao no sistema para uma

dada capacidade.

1.5.8 - Efeito da densidade na capacidade

A densidade do vapor do refrigerante dada nas tabelas, geralmente em metros

cbicos por quilogramas (ou ps cbicos por libra). Como a capacidade do sistema funo do peso do refrigerante que circula por minuto, normalmente vantajoso

usar um refrigerante que tenha alta densidade de vapor (pequeno volume em m por

Kg de peso). Isto permite o uso de tubulaes de aspirao e compressores menores

para circular um determinado peso de refrigerante. Por exemplo, para manter uma

temperatura de 4 C (40 F) no evaporador, usando-se gua como refrigerante, o

compressor deveria bombear 13,5 m (477 ps cbicos) por minuto para cada

tonelada de refrigerao. Para manter a mesma temperatura com amnia, o volume

seria de 0.096 m por minuto (3,4 ps cbicos por minuto) por tonelada de

refrigerao.

1.5.9 - Temperatura crtica

a temperatura mxima na qual o refrigerante pode condensar tornando-se lquido.

Acima desta temperatura, ele se mantm como um gs, qualquer que seja a presso

a que submetida. Uma exemplo de temperatura crtica, a do Dixido de Carbono

(CO2) cujo o valor 31 C. Se a gua do condensador estiver a essa temperatura, ou

acima dela, torna-se impossvel condensar o gs de dixido de carbono. Por

conseguinte impraticvel, um sistema com CO2 onde no se disponha de gua

razoavelmente fria para a condensao.

1.5.10 - Estabilidade de um refrigerante

OSTENSIVO


55/352


Estabilidade significa que o refrigerante mantm a sua composio qumica

original sob as condies impostas pelo funcionamento do sistema. Os

refrigerantes so compostos qumicos de dois ou mais elementos; a amnia, por

exemplo, uma combinao qumica de Nitrognio e Hidrognio (NH3), sendo um

bom refrigerante. Se a amnia se decompuser em uma mistura de nitrognio e

hidrognio, desaparecer o seu efeito refrigerante. O mesmo acontecer com

qualquer refrigerante.

1.5.11 - Propriedades fsicas

Propriedades fsicas de um refrigerante so as propriedades conhecidas desse

refrigerante, como densidade, ponto de ebulio, ponto de fuso, presso de

condensao, etc., geralmente dados para uma determinada temperatura e presso.

Para maiores detalhes ver TABELA C.1.5.12 - Refrigerante a vcuo

Qualquer refrigerante que exista como um lquido temperatura e presso

atmosfrica normais tem que ser vaporizado no evaporador a uma presso abaixo

da atmosfrica, ou seja, sob vcuo. Estes refrigerantes so as vezes chamados de

refrigerantes a vcuo.

1.5.13 - Hidrocarbonetos halogenados

Hidrocarbonetos halogenados so um grupo desenvolvidos desde cerca de 1925

com a finalidade de superar os efeitos irritantes ou txicos de refrigerantes como

amnia e dixido de enxofre e as altas presses de condensao exigidas pelo

dixido de carbono.

1.5.14 - Freon

Freon a marca comercial de refrigerantes fabricados pela diviso especializada

da E.I. Du Pont de Numours &Company. Como esta companhia foi a primeira a

desenvolver e a comercializar estes refrigerantes sintticos, o termo Freon

consagrou-se como o nome de todos os refrigerantes deste tipo.

OSTENSIVO


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1.5.15 - Sistema de numerao

Foi proposto um sistema de numerao de refrigerantes, atribuindo um nmero

especfico a cada um dos refrigerantes conhecidos. O uso de alguns sistemas

necessrio, devido ao grande nmero de refrigerantes que so desenvolvidos

continuamente, com propriedades diferentes. Estes refrigerantes devem ser

sempre identificados pelo nome e pelo nmero, para evitar a confuso (ver

TABELA C).

Nota: Os nomes mais comuns so:

1 - Carrene, produzido pela Carrier Corporation,

2 - Freon pela E.I. Du Pont de Numours &Company;3 - Freon pela General Chemical, diviso da Allied Chemical

Corporation;

4 - Isotron, pela Industrial Chemicals, diviso da Pensilvnia Salt

Manufacturing Co.;

5 - Kulem, pela Eston Chemical, diviso da Americam Potash &

Chemicals Corporation;

6 - Ucon, pela Union Carbide Chemicals Corporation;7 - Arcton, pela Imperial Chemical Industries of England&Canada;

8 - Frigen e Algeon, produzidos na Alemanha e na Argentina; e mais

recentemente SUVA da Du Pont, que substituir a partir de 94, os CFCs.

1.5.16 - Refrigerantes halogenados e leo lubrificante

A maioria dos leos lubrificantes so completamente miscveis, isto , misturam-

se com os refrigerantes em qualquer proporo. O refrigerante quente na descarga

do compressor e no reservatrio de lquido leva consigo grande quantidade de leo

ao evaporador, onde ele se concentra, devido evaporao do refrigerante. Isto

tende a entupir o evaporador, reduzindo sua capacidade. Deve-se cuidar de

remover o mximo de leo do refrigerante antes que este atinja o evaporador. Em

sistemas inundados, so acrescentados dispositivos especiais para o retorno do

leo a um destilador de leo ou recipiente de leo.

OSTENSIVO


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1.5.17 - Umidade

A amnia ainda no tem efeito sobre os metais, mas a adio de uma pequena

quantidade de gua faz com que a amnia ataque o cobre e suas ligas. A umidade

em sistemas de amnia tambm causa lama no leo lubrificante. Nos sistemas que

utilizam refrigerantes halogenados, a umidade muito mais crtica. Basta

pouqussima quantidade de gua para a formao de gelo na vlvula de expanso,

entupindo o sistema. Um efeito mais srio o da gua que, em contato com essesrefrigerantes, d origem a cidos que atacam todas as partes metlicas do sistema.

O mximo cuidado deve ser tomado para impedir a penetrao de gua no sistema,

introduzindo-se secadores apropriados para eliminar qualquer umidade que venha

a penetrar.

1.5.18 - Substituio de refrigerantes

No se deve mudar o refrigerante de um sistema sem um estudo minucioso das

condies e das capacidades. Potncia requerida por tonelada, peso circulado por

tonelada, volumes por peso - tudo isso varia de um refrigerante para outro. Podem

aparecer problemas se tudo no for cuidadosamente estudado. Um sistema

estudado para usar um refrigerante ho ir funcionar eficientemente com outro.

1.6.19 - Misturas refrigerantes

Refrigerantes diferentes nunca devem ser misturados num sistema em

funcionamento. s vezes misturam-se vrios refrigerantes halogenados, para fins

especiais, mas isto no se pode fazer numa instalao pronta. A mistura resultante

pode ter caractersticas de Presso-Temperatura inteiramente diferentes das de

seus componentes.

1.5.20 - Caractersticas de alguns refrigerantes usados

a) Amnia anidra (NH3)

OSTENSIVO


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A amnia de h muito o mais comum dos refrigerantes. No muito

empregada em refrigeradores domsticos fato de desprender um cheiro acre e

provocar a irritao das mucosas sensveis, particularmente a dos olhos.

Indubitavelmente, uma das caractersticas mais desejveis de um refrigerante

possuir um alto calor latente de vaporizao, de vez que isto indica a

capacidade do efeito refrigerante que pode ser obtido mediante o seu emprego.

A amnia tem elevado calor latente de vaporizao - cerca de 589,4 BTU por

libra, presso atmosfrica. Outra caracterstica tambm bastante desejvel

que os vapores refrigerantes tenham um volume especfico pequeno, ou seja,

uma grande densidade, o que torna possvel o uso de pequenos compressores e

um consumo de fora bastante baixo, proporcionando mesmo assim o efeito

refrigerante desejado, isto em virtude do tamanho do compressor, e seuconseqente consumo de fora, dependerem do volume do refrigerante que

passa pelo sistema. A amnia possui ainda uma segunda caracterstica

desejvel que : 1 libra de amnia presso atmosfrica ocupa um volume de

18 ps cbico (densidade de 0,055 lb. por p cbico), alm de ser bastante

solvel em gua. temperatura ambiente, a gua absorver cerca de

novecentas vezes o seu prprio volume em gs amonaco. Ainda a temperatura

ambiente a amnia se apresenta acentuadamente voltil, o que torna simples

uma anlise de pureza. Procede-se da seguinte maneira: despeja-se um pouco de

amnia num tubo de ensaio e deixa-se evaporar completamente. Quaisquer

impurezas que por ventura houver na amnia sero facilmente visveis no fundo

do tubo.

presso atmosfrica comum, a amnia no se queima em contato com o ar,

porm quando aquecida, se queimar produzindo uma chama amarela

esverdeada. Quando a amnia aquecida acima de 871 C, decompe-se em

nitrognio e hidrognio dos quais formada.

Sob certas condies poder haver formao de misturas explosivas,

principalmente se houver presena de vapores de leo. Pelas razes acima

expostas que nunca se deve permitir que a amnia venha entrar em contato

com metais aquecidos ao rubro ou com uma chama descoberta.

OSTENSIVO


59/352


A amnia pura, quer em forma lquida quer gasosa, no ataca os metais.

Contudo em presena de gua haver formao de Hidrxido de amnia que

possui uma ao altamente corrosiva sobre o cobre, lato e at certo ponto sobre

o ao. Torna-se portanto essencial que a amnia usada nos sistemas de

refrigerao seja absolutamente anidra. Sua temperatura de ebulio presso

atmosfrica -28 F.

b) Freon 11 (CC13F) (Tricloromonofluorometano)

Classificado como um refrigerante de baixa presso, o R-11, como tambm

chamado, tem uma temperatura de 5 F sob 24 polegadas de vcuo e

temperatura de condensao de 86 F presso de 18 libras por polegada

quadrada. O fato do ponto de ebulio ser 70 F a presso atmosfrica resulta

em evaporao lenta temperatura ambiente abaixo de 70 F; isto o torna umbom agente de resfriamento. O R-11 um refrigerante estvel e no corrosivo

maioria dos metais utilizados em sistemas de refrigerao. O R-11 usado

principalmente em sistemas de grandes compressores centrfugos.

Informaes adicionais sobre o R-11 esto contidas na TABELA C.

c) Freon 12 (CCl2F2) (Diclorodifluorometano)

A procura de um refrigerante perfeito resultou no R-12; ele aproxima-se do

ideal mais do que outro j descoberto. Seu smbolo qumico CClF, o quesignifica que o R-12 contm uma parte de carbono, duas de cloro e duas partes

de flor. Quando o R-12 est sendo fabricado, o flor substitudo por parte do

cloro no tetracloreto de carbono e o resultado o R-12 com subprodutos. Esta

substituio tem o notvel efeito de reduzir o ponto de ebulio a -21,66 F (-

29,8 C) e congela a -252 F. Seu calor latente de vaporizao presso

atmosfrica cerca de 72 BTU por libra.

O R-12 um dos refrigerantes de uso mais comum e tem muitas vantagens.

Algumas de suas vantagens so:

1. um refrigerante seguro.

2. No inflamvel, explosivo nem corrosivo.

3. Seus vapores no so txicos at uma concentrao de 20% em volume.

4. No causa prejuzo a alimentos, tecidos, peles, etc.

OSTENSIVO


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5. No tem odor at a concentrao de 20% em volume. Em concentraes mais

elevadas tem um leve aroma de tetracloreto de carbono.

6. inspido.

7. Na regio de alta presso do ciclo de refrigerao, opera a relativamente baixos

valores de presso; assim, o equipamento mecnico no exige construo

pesada.

8. Na regio de baixa presso do ciclo de refrigerao, ele opera ligeiramente

acima da presso atmosfrica, reduzindo assim a possibilidade de entrada de ar

no sistema.

Informaes adicionais sobre o R-12 esto contidas na TABELA C.

d) Freon 22 (CHC1F2) (Monoclorodifluorometano)

O refrigerante 22 pertence, como o 12, famlia dos hidrocarbonetos com flor.

No inflamvel, explosivo nem txico e no tem odor. O R-22 tem um ponto

de ebulio de -41 F presso atmosfrica. A 5 F, ele tem um calor latente de

93 BTU por libra e uma temperatura de 86 F correspondente presso de 160

PSI; isto torna o R-22 um refrigerante muito bom para geladeiras, congeladores

e condicionadores de ar que trabalham a temperaturas muito baixas.

Informaes adicionais sobre o R-22 esto na TABELA C.

e) Freon 113

usado em compressores centrfugos nos sistemas de ar condicionado de

tamanhos pequeno e mdio e em resfriamento industrial.

f) Freon 114

Est presente no funcionamento de compressores rotativos e centrfugos nos

grandes sistemas de resfriamento, e para processamento industrial.

g) Dixido de carbono (co2)

OSTENSIVO


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Temperatura de ebulio igual a -110,5 F.

h) Cloreto de metila (CH3C1)

Temperatura de ebulio igual a -10,6 F.

Obs.: Muito embora existam outras famlias de gases refrigerantes, a famlia

FREON de refrigerantes se constitui num dos principais

responsveis pelo crescimento das indstrias de refrigerao e ar

condicionado.

As propriedades desses gases permitem seu emprego onde materiais

mais inflamveis ou txicos trariam resultados desastrosos.

Existe um gs Freon para cada uso, desde ar condicionado

domstico e industrial at a refrigerao obtida e mantida a

temperaturas especialmente baixas.

1.5.4 - Codificao a cores dos cilindros de refrigerantes

O emprego de uma cor num cilindro (no qual est contido um gs refrigerante) ou

numa etiqueta. Embora de uso amplo, no um mtodo oficializadamente

reconhecido como eficiente para identificao do contedo do mesmo.

Portanto, deve-se sempre verificar o discriminado na etiqueta para ter certeza de

que, efetivamente, no cilindro est armazenado o gs correto.

Gs refrigerante Cor da ampola

F-11 (CCl3F) Laranja

F-12 (CCl2F2) Branca

OSTENSIVO


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F-22 CHClF2) Verde

F-113 (C2Cl3F3) Vermelha

F-114 (C2Cl2F4) Azul escura

Tabela 2 - Cdigo de cores para cilindro de gs refrigerante

Presso PSI

Kgf/cm

Nome atual Nome antigo Frmula Designao qumica

Pontode

ebulo

F C

5 F

-15 C

86 F

30 C

Pontode

conge.

F C

Temp.

crtica

F

C

Refrigerante 11

Carrene 11

Freon 11Genetron 11

Isotron 11

--------

Frigem 11

Algeon 11

------

Carrene 2

Freon 11Genetron 11

--------

Arcton 9

--------

--------

CCl3F

------

------------

------

------

------

------

Tricloromonofluormetano

------------------

------------------------------------

-----------------

----------------

---------------

----------------

74,8

23,8

-------------

------

------

------

------

24

1,68

------------

------

------

------

------

3,6

0,25

------------

------

------

------

------

-168

-111

------------

------

------

------

------

338

170

------------

------

------

------

------

OSTENSIVO


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Refrig.12 ------ CCl2F2 Diclorodifluormetano -21,6 12 93 -252 233

Freon 12 Freon 12 ------ -------------- -29,8 0,84 6,54 -158 112

Genetron 12 Genetron 12 ------ -------------- ------ ------ ------ ------ ------

Isotron 12 ------ ------ -------------- ------ ------ ------ ------ ------

------ Arctron 6 ------ -------------- ------ ------ ------ ------ ------Frigen 12 ------ ------ -------------- ------ ------ ------ ------ ------

Algeon 12 ------ ------ -------------- ------ ------ ------ ------ ------

Refrigerante 13 ------ CClF3 Monoclorotrifluormetano -114,6 177 ------ -296 84

Freon 13 Freon 13 ------ ------------------- -81,4 12,4 ------ -182 28,9

------ Arcton 13 ------ ------------------- ------ ------ ------ ------ ------

Refrigerante 13B1 ------ CBrF3 Monobromotrifluormetano -73,6 63 247 -226 153

Freon 13B1 Freon 13B1 ------ ------------------ -58,7 4,43 17,4 -143 67

------ Kulene 131 ------ ------------------ ------ ------ ------ ------ ------Refrigerante 14 ------ CF4 Tetrafluoreto de carbono -198,4 ------ ------ -312 -50

Freon 14 Freon 14 ------ ------ -128 ------ ------ -191 -46

Refrigerante 21 ------ CHCl2F Dicloromofluormetano 4,81 19,2 16 -211 353

Freon 21 Freon 21 ------ -------------------- 8,9 1,35 1,12 -135 178

------ Arcton ------ ------------------- ------ ------ ------ ------ ------

Refrigerante 22 ------ CHClF2 Monoclorodifluormetano -41,4 28 160 -256 205

Freon 22 Freon 22 ------ -------------------- -40,8 1,97 11,2 -160 96

Genetron 22 Genetron 41 ------ ------------------- ------ ------ ------ ------ ------

Isotron 22 ------ ------ ------------------- ------ ------ ------ ------ ------

------ Arctron 4 ------ ------------------- ------ ------ ------ ------ ------

Freigen 22 ------ ------ ------------------- ------ ------ ------ ------ ------

Refrigerante 23 ------ CHF3 Trifluormetano -

119,9

------ ------ ------ ------

Freon 23 Freon 23 ------ ------------------- -84,4 ------ ------ ------ ------

Refrigerante 30 ------ CH2Cl2Cloreto de metileno ou

diclorometano

105,2 27,6 9,5 -142 480

OSTENSIVO


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Carrene 30 Carrene 1 ------ --------------------- 40,7 1,94 0,67 -97 249

Refrigerante113 ------ C2Cl3F3 Triclorotrifluorometano 117,6 27,9 13,9 -31 417

Carrene 113 Carrene 3 ------ -------------------- 47,6 1,96 0,97 -35 214

Freon 113 Freon 113 ------ -------------------- ------ ------ ------ ------ ------Genetron 113 Genetron 226 ------ -------------------- ------ ------ ------ ------ ------

------ Arcton 63 ------ -------------------- ------ ------ ------ ------ ------

Refrigerante 114 ------ C2Cl2F4 Diclorotetrafluoroetano 38,4 16,1 22 -137 -294

Freon 114 Freon 114 ------ -------------------- 3,56 1,13 1,55 -94 -181

Refrigerante 114a ------ C2 Cl2F4 Diclorotetrafluoroetano 38,5 ------ ------ ------ 38,5

Genetron 114a Genetron 320 ------ --------------------- 3,61 ------ ------ ------ 3,61

Refrigerante114B2

------ C2Br2F4 Dibromotetrafluoroetano

117,5 27,8 13,5 -167 418

Freon 114B2 Freon 11482 ------ ------------------- 47,5 1,95 0,95 -111 214

Refrigerante

115

------ C2ClF5 Monocloropentafluoroet

ano

-37,7 23 150 -159 176

Freon 115 Freon 115 ------ --------------------- -38,7 1,62 10,5 -106 80

Tabela 3 - Sistema de numerao de refrigerantes

A famlia Suva PRODUTO O QUE SUBSTITUI APLICAO

Suva 123 CFC - 11 Centrfugas

Suva 124 CFC - 114 Centrfugas de navios

Baixas temperaturas,

OSTENSIVO


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Suva 125 R - 502 Supermercados, Transporte comercial e de

alimentos

Suva 134a CFC - 12

Centrfugas e Compressores alternativos,

Novos refrigeradores domsticos, Ar

condicionado e outros usos de mdia

temperatura, Ar condicionado de

automveis.

Suva Blend-MP

(MP39/MP66)

CFC - 12

Manuteno de ar condicionado de

automveis, Refrigeradores domsticos,

Supermercados e outros usos de mdia

temperatura

Suva Blend-HP(HP80/HP81)

R - 502 Manuteno de equipamentos de baixastemperaturas

Tabela 4 - A famlia Suva

1.5.22 - Cuidados com os refrigerantes

a) Umidade nos refrigerantes

O mecnico conhece os inconvenientes notrios que se apresentam em

conseqncia da umidade nos sistemas de anidro sulfuroso. Pela apario sbita

de uma grande variedade de irregularidades de funcionamento, as quais so

devidas diretamente a uma grave reao cida de gua e anidrido sulfuroso,

impe-se a noo pronta das precaues imprescindveis a manuteno do

OSTENSIVO

7/25/2019 Re

refrigeração i (ciaa)

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