Ciclos de absorção à vapor

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Trabalho Ciclos de refrigeração

Centro Universitário do Distrito Federal – UDF

Escola de Engenharia

Curso: Engenharia Mecânica

Prof. Antonio Oliveira

Aluno: Henrique Dantas Carrijo; Natan Batista        

RGM: 10052-7;

Disciplina: Sistemas Térmicos II

Data: 20/03/2015

Introdução................................................................................2

1.Introdução

        

        Este trabalho abordará sobre alguns tipos de sistemas de refrigeração sendo eles, ciclo básico de absorção à vapor, ciclo de absorção a vapor de Platen-Munter, ciclo de gás, sistemas termoelétrico de refrigeração e também alguns exemplos de utilização de energia solar em sistemas de refrigeração, será abordado seu funcionamento, principais componentes e vantagens e desvantagens. Tendo como objetivo agregar conhecimento sobre alguns dos principais tipos de sistemas de refrigeração utilizados nos dias de hoje e também no passado, pra usualidades que não eram possíveis anteriormente a existência desles.

2.CICLOS BÁSICOS DE ABSORÇÃO A VAPOR

2.1HISTÓRICO

        O ciclo básico de absorção a vapor é um dos mais antigos criados, ele foi criado em 1777 tendo como seu principal inventor Willian Cullen.( http://www.refrigeracao.net/Topicos/refrigeracao_absorcao.htm, acessado em 15/03/2015)

2.2 COMPONENTES DO CICLO 

No ciclo de refrigeração a vapor temos como componentes:

Gerador: No gerador é realiza a separação das duas substancias principais do ciclo, o refrigerante e o absorvente;

Condensador: Há a condensação do refrigerante e neste componente também se tem perda de calor para o meio;

Válvula de expansão: Está válvula tem como função ser uma válvula redutora de pressão;

Evaporador: Neste componente tem-se a evaporação do refrigerante;

Absorvedor: Onde o absorvente absorve o fluido refrigerante, neste processo há perda de calor para o meio.

Bomba de solução: A função desta bomba é transferir a mistura do absorvedor para o gerador.   (http://www.lete.poli.usp.br/PME2517_files/sistRefrigeraoAbsorcao.pdf, referente ao trabalho de: Junior, Tribess,Neto e Fiorelli, acessado em 15/03/2015)

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Figura 1- Componentes do ciclo básico de refrigeração a vapor

2.3 FUNCIONAMENTO DO SISTEMA

        O sistema de absorção a vapor consiste em um sistema onde ocorre transferência de calor para região de alta temperatura partindo da região de baixa temperatura e isso ocorre por meio dos processos de absorção de dessorção, do estado de vapor para o estado liquido. Já durante o processo de absorção ocorre transferência de calor para o meio, entretanto no         durante o processo de dessorção ocorrerá ganho de calor do ciclo o qual ocorrerá por meio de uma fonte de calor a alta temperatura.

        Este ciclo possui quatro processos, os quais serão explanados a seguir, dois deles possuem troca de calor e os outros dois trocas de calor e massa

Vaporização do refrigerante que acontece no evaporador;

Absorção do refrigerante que ocorrerá pela solução do absorvedor;

Separação do refrigerante no gerador;

Condensação do refrigerante a qual ocorre no condensador.

(http://www.lete.poli.usp.br/PME2517_files/sistRefrigeraoAbsorcao.pdf, referente ao trabalho de: Junior, Tribess,Neto e Fiorelli, acessado em 15/03/2015)

        Neste ciclo de refrigeração há duas combinações muitos comuns de absorventes e refrigerantes, o mais antigo deles é o que usa água e amônia , neste caso a água sendo fluido absorvente e a amônia sendo usada como fluido refrigerante, porém esse conjunto tem um problema pois uma das características da amônia é ser tóxica, o outro conjunto muito usado é água e brometo de lítio, muito usado no Brasil, e também implementado posteriormente ao anterior, neste caso se usa a água como o fluido refrigerante e o brometo de lítio será o fluido absorvente, nos dois casos se tem o mesmo principio de funcionamento (http://www.lete.poli.usp.br/PME2517_files/sistRefrigeraoAbsorcao.pdf acessado em 15/03/2015)

        Este realiza a utilização de energia como fonte de energia, tem-se como principal fonte de calor o gerador e o evaporador, e tendo ainda perda de calor no condensador e absorvedor, isso caracteriza uma diferença quando comparado ao ciclo de compressão o qual consome trabalho em vez de calor, outra característica importante deste ciclo é a escolha dos pares da solução binária, tem que se elevar em conta afinidade dos componentes, que caso essa afinidade química seja muito elevada acarretará problemas na fase de separação, mas se for pequena eles não combinaram ; Relação de volatilidade, necessidade do refrigerante ser mais volátil do que o absorvente; Entalpias de vaporização e condensação, as etalpias do refrigerante precisam ser elevadas; Pressão, necessário operação a baixa pressão; Viscosidade, os dois fluidos necessitam ter baixa viscosidade; Ausência de fase solida, o conjunto não poderá formar uma fase sólida, nas temperaturas de trabalho; Estabilidade: Necessária uma estabilidade química muito grande devido a ser usado por vários anos; Corrosão: Os fluidos de trabalho não podem correr equipamentos do sistema; Segurança: Os fluidos devem ser seguros para se trabalhar. Estes quesitos listados anteriormente hoje torna usual apenas os conjuntos citados anteriormente, sendo que o conjunto água-amônia não pode ser utilizado para uso residencial pois a amônia é tóxica, o que não afeta seu uso comercial.  (http://www.lete.poli.usp.br/PME2517_files/sistRefrigeraoAbsorcao.pdf acessado em 17/03/2015).

        No processo se tem o envio absorvente para o gerador onde ocorrerá o a ebulição deste, já o refrigerante(em estado de vapor) escoa para o condensador passando pelos componentes que tiram umidade, quando chega no condensador o vapor é condensado e posteriormente enviada a uma torre de resfriamento, o refrigerante após ser condensado é enviado para o evaporador e então borrifado sobre os tubos que demandam de resfriamento, este é feito a partir da transferência de calor realizada pelo refrigerante. Já o refrigerante que não vaporizado neste processo é enviado então para a bomba de refrigerante, e novamente volta a ser borrifado nos tubos onde se encontra refrigerante gelado.