Manual de Aplicação de Refrigeração Industrial

Este capítulo apresenta uma introdução a vários sistemas de refrigeração por compressão de vapor e suas aplicações.

O compressor é o “coração” do sistema de refrigeração e tem duas funções básicas:  1. Manter a pressão no evaporador para que o refrigerante líquido possa evaporar na temperatura necessária; 2. Comprimir o refrigerante para que ele possa ser condensado em uma temperatura mais alta.

Em áreas onde há grandes variações nas temperaturas do ar ambiente e/ou nas condições de carga, é necessário controlar a pressão de condensação para manter um alto grau de eficiência do sistema. Leia sobre as diferentes soluções neste capítulo.
Os condensadores dispersam o calor do sistema de refrigeração para o ar ambiente ou para a água. O controle do condensador é essencial para a operação eficiente do sistema de refrigeração.

A regulagem do nível de líquido é um elemento importante no projeto de sistemas de refrigeração industrial. Ela controla a injeção de líquido para manter um nível de líquido constante. Leia sobre os princípios principais; Sistema de regulagem de nível de líquido de alta pressão (HP LLRS) e Sistema de regulagem de nível de líquido de baixa pressão (LP LLRS)

O evaporador é a parte do sistema de refrigeração em que o calor efetivo é transferido do meio que se deseja resfriar (por exemplo, ar, salmoura ou o produto diretamente) para o refrigerante. Portanto, a função principal do sistema de controle do evaporador é atingir a temperatura desejada do meio. Além disso, o sistema de controle também deve manter o evaporador em operação eficiente e sem problemas o tempo todo.

Geralmente, os compressores de refrigeração industrial são lubrificados com óleo, que é forçado pela bomba de óleo ou pela diferença de pressão entre os lados de alta e baixa pressão para as partes móveis dos compressores (rolamentos, rotores, paredes do cilindro etc.). Neste capítulo, você pode ler sobre o controle da temperatura e da pressão do óleo, que são os dois principais parâmetros do óleo que precisam ser controlados para garantir uma operação confiável e eficiente do compressor.

Todos os sistemas de refrigeração industrial são projetados com diferentes sistemas de segurança para protegê-los contra condições inseguras, como pressão excessiva. Qualquer pressão interna excessiva previsível deve ser evitada ou aliviada com o mínimo de risco para as pessoas, a propriedade e o meio ambiente. Os requisitos dos sistemas de segurança são fortemente controlados pelas autoridades e, portanto, é sempre necessário verificar os requisitos da legislação local em vários países. Em geral, as ilustrações deste capítulo refletem a norma EN 13136, mas algumas devem ser consideradas como “melhores práticas”.

Normalmente, os sistemas de refrigeração industrial têm circulação por bomba de refrigerante líquido. Há algumas vantagens da circulação por bomba em comparação com os sistemas do tipo DX. As bombas proporcionam uma distribuição eficiente do refrigerante líquido para os evaporadores e o retorno da mistura vapor-líquido de volta ao separador da bomba. Ao fornecer mais refrigerante do que os evaporadores podem evaporar, chamado de sobrealimentação, é possível evitar o superaquecimento do refrigerante no evaporador, aumentando assim a eficiência dos evaporadores, sem risco de golpe de aríete no compressor. Neste capítulo, você encontrará as “melhores práticas” no projeto de sistemas de bombas, incluindo controle de capacidade e questões de segurança.

Este capítulo aborda aplicações de refrigeração industrial para remoção de água e ar no sistema, bem como sistemas de recuperação de calor. Essas aplicações visam otimizar a operação dos sistemas de refrigeração, reduzindo o consumo de energia e coletando o excesso de calor para outros fins, por exemplo, aquecimento de ambientes ou produção de água quente.

Este capítulo aborda o uso de C02 em aplicações de refrigeração industrial. O uso de dióxido de carbono (CO2) em sistemas de refrigeração não é novo. O dióxido de carbono foi proposto pela primeira vez como refrigerante por Alexander Twining (ref. [1]), que o mencionou em sua patente britânica em 1850. Thaddeus S.C. Lowe fez experimentos com CO2 para balões militares, mas também projetou uma máquina de gelo com CO2 em 1867. Lowe também desenvolveu uma máquina a bordo de um navio para o transporte de carne congelada.

O capítulo abordará uma introdução aos sistemas transcríticos de C02 e os layouts típicos, incluindo sistema de reforço, compressão paralela e uso de ejetores de baixa pressão, ejetores de alta pressão e ejetores de líquido. Ele também aborda os produtos mais comumente usados no lado de alta pressão e na linha de by-pass.

Os trocadores de calor realizam as tarefas principais dos sistemas de refrigeração/bomba de calor - aquecimento e resfriamento - bem como várias funções internas.  Para uma operação eficiente dos trocadores de calor, é necessário que o sistema seja projetado, construído e controlado adequadamente. O capítulo abordará o uso do trocador de calor em uma seleção de aplicações de refrigeração.