Conceito e dimensionamento de um Chiller

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOLTA REDONDA

DEPATARMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS E PROCESSOS

CHILLERS

Anderson Bortolazzo 201310227

Gustavo Tebaldi 201220382

Raphael Ribeiro 201311070

Vanessa Duarte 201420751

Jayme Monteiro

2017/01

02 de março de 2017

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO        4

2. DEFINIÇÃO        4

3 – TIPOS DE CONDENSAÇÃO        5

3.1 – Condensação a água        5

3.2 – Condensação a ar        6

4 - TIPOS DE CHILLERS        7

4.1 – CHILLERS DE COMPRESSÃO        7

4.1.1 – FUNCIONAMENTO        8

4.1.2 – TIPOS DE CHILLERS DE COMPRESSÃO        10

4.2 – CHILLERS DE ABSORÇÃO        13

4.2.1 - FUNCIONAMENTO        13

4.2.2 – TIPOS DE CHILLERS DE ABSORÇÃO        14

5. APLICAÇÃO        15

6. NORMAS        16

7. PROCEDIMENTOS PARA SELEÇÃO        16

8. ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA        17

9. MANUTENÇÃO DE CHILLERS        21

10. FABRICANTES        25

11. CONCLUSÃO        25

12. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        25

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1. INTRODUÇÃO

Refrigeração é a ação de resfriar determinado ambiente de forma controlada, tanto para viabilizar processos, processar e conservar produtos (refrigeração comercial e industrial) ou efetuar climatização para conforto térmico.

O emprego dos meios de refrigeração já era do conhecimento humano mesmo na época das mais antigas civilizações. Pode-se citar a civilização chinesa que, muitos séculos antes do nascimento de Cristo, usava o gelo natural (colhido nas superfícies dos rios e lagos congelados e conservado com grandes cuidados, em poços cobertos com palha e cavados na terra) com a finalidade de conservar o chá que consumiam. As civilizações gregas e romanas que também aproveitavam o gelo colhido no alto das montanhas, para o preparo de bebidas e alimentos gelados.

Já a civilização egípcia, que devido a sua situação geográfica e ao clima de seu país, não dispunham de gelo natural, refrescavam a água por evaporação, usando vasos de barro, semelhantes às moringas, tão comuns no interior do Brasil. O barro, sendo poroso, deixa passar um pouco da água contida no seu interior, a evaporação desta para o ambiente faz baixar a temperatura do sistema. Entretanto, durante um largo período de tempo, na realidade muitos séculos, a única utilidade que o homem encontrou para o gelo foi a de refrigerar alimentos e bebidas para melhorar seu paladar.

Nos dias atuais com o avanço da tecnologia, foi possível construção de sistemas que resfriam, os alimentos, água e ambiente, usando a energia elétrica, térmica e mecânica, como é o caso dos chillers.

2. DEFINIÇÃO

Os Chillers são, basicamente, resfriadores de água. Equipamento destinado à produção de frio geralmente associado à refrigeração industrial ou de conforto humano. Indicado para refrescar o ar, produtos e equipamentos, o sistema de refrigeração Chiller auxilia na climatização e controle da temperatura e da umidade relativa em ambientes de grandes dimensões, além de circular, filtrar e renovar o ar, através de um ciclo termodinâmico. Funciona por meio do resfriamento da água.

 Ou seja, o efeito de arrefecimento será obtido através do processo cíclico de refrigeração, no qual, o fluido refrigerante vai circular sofrendo algumas interações, desde mudanças na sua temperatura e pressão, até que se obtenha as temperaturas requeridas.

Os principais tipos de chillers presentes no mercado são de absorção e compressão, e eles ainda se diferenciam de acordo com a forma que ocorre a troca de calor em sua condensadora podendo ser dividida entre condensação a água ou condensação a ar, tendo sua potência medida em toneladas de refrigeração (TR), são capazes de trabalhar com uma grande variação de temperatura, podendo até ser negativa quando utilizados aditivos.

3 – TIPOS DE CONDENSAÇÃO

3.1 – Condensação a água

Nos chillers de condensação a água, o refrigerante libera calor para a água em seu condensador. A água vem de uma torre de resfriamento que troca calor com o ambiente e tem como função esfria-la após ser aquecida pelo refrigerante na condensadora. O refrigerante arrefecido vai para a válvula de expansão dando continuidade ao ciclo.

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O chillers desse tipo de condensação possuem cargas térmicas maiores, e assim são preferencialmente usados em projetos de grande porte. A instalação deste componente é flexível já que pode ser em qualquer lugar, como por exemplo no subsolo da edificação.

A condensação a água apresenta inúmeras vantagens, como: alta flexibilidade com relação a escolha da localização e da quantidade de fan-coils; se comparado aos sistemas unitários a carga elétrica instalada é menor; e permite termoacumulação. Em contrapartida, também apresenta algumas desvantagens, como: obrigatoriedade de uma torre de resfriamento, maior consumo de água devido a evaporação na torre; e custo mais elevado da instalação e da manutenção.

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3.2 – Condensação a ar

A principal diferença entre os chillers de condensação a ar e a água é justamente o processo de troca de calor na condensadora.

O chiller de condensação a ar utiliza a passagem de uma corrente de ar pelo condensador para trocar calor com o fluído refrigerante, arrefecendo-o. A circulação do ar é feita por ventiladores localizados na parte superior do refrigerador. Por este motivo, não há a necessidade de torre de resfriamento; então, esse tipo de chiller utiliza menos espaço físico e por isso deve ser sempre instalado em locais abertos para o ambiente.

 As principais vantagens e desvantagens se assemelham com a condensação a água. No entanto, comparativamente o chiller a ar é mais limitado, uma vez que apresenta capacidades menores, tem a restrição de ser instalado em ambientes externos e consequentemente a eficiência do processo de rejeição de calor depende da temperatura ambiente.