5- Fluxograma de uma Câmara Frigorífica / 32

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2 2 Sumári: 1- Revisã Básica / 3 2- Nções de prjet de câmaras frigríficas / âmaras frias tip Plug-in / Seleçã de cmpnentes das câmaras frias / Fluxgrama de uma âmara Frigrífica / Referências Bibligráficas / Anexs / 38 Seja vcê a mudança que gstaria de ver n mund (Mahatma Gandhi)

3 3 1 Revisã Geral 1.1- Intrduçã A refrigeraçã tem aplicaçã em diverss camps da vida humana e se estende desde us dméstic até us industrial e de transprte. A capacidade ds refrigeradres dméstics varia muit cm temperaturas na faixa de -8 a -18 n cmpartiment de cngelads e +2 a +7 n cmpartiment ds prduts resfriads. Figura 1.1- Ilustraçã de duas imprtantes aplicações da refrigeraçã. Já as aplicações industriais envlvem temperaturas de cngelament e estcagem entre -5 a -35. Sã aplicações industriais as fábricas de gel, grandes instalações de empactament de gêners alimentícis (carnes, peixes, aves); cervejarias, fábricas de laticínis, de prcessament de bebidas cncentradas e utras. A refrigeraçã para transprte está relacinada a transprte de cargas através de navis, caminhões e cnteiners refrigerads. Essa é uma aplicaçã muit imprtante da refrigeraçã, pis permite a aglmeraçã urbana ser pssível ns temps atuais, já que uma cidade cm Sã Paul nã tem cndições de prduzir tda a quantidade de aliments que cnsme. O abasteciment é realizad através d transprte de aliments cngelads e resfriads. Pde-se entender a lógica de funcinament ds sistemas de refrigeraçã através d entendiment d funcinament de um refrigeradr dméstic cmum. Eles funcinam a partir da aplicaçã ds cnceits de calr e trabalh, utilizand-se de um fluid refrigerante. Fluid refrigerante é uma substância que circuland dentr de um circuit fechad é capaz de retirar calr de um mei enquant vapriza-se a baixa pressã. Este fluid entra n evapradr a baixa pressã na frma de mistura de líquid mais vapr e retira energia d mei intern refrigerad (energia ds aliments) enquant vapriza-se e passa para estad de vapr. O vapr entra n cmpressr nde é cmprimid e bmbead, trnand-se vapr superaquecid e deslcand-se para cndensadr que tem a funçã de

4 4 liberar a energia retirada ds aliments e resultante d trabalh de cmpressã para mei exterir. O fluid a liberar sua energia passa d estad de vapr superaquecid para líquid (cndensa) e finalmente entra n dispsitiv de expansã nde tem sua pressã reduzida para nvamente ingressar n evapradr e repetir-se assim cicl. Esse prcess é ilustrad através da tabela 1.1 e da figura 1.2. V A POR I Z A ÇÃ OD O FL U ID OR E FR I GE R A N TE ON D E N S A ÇÃ OD O FL U ID OR E FR I GE R A N TE ALOR PARA MEIO EXTERNO MEIO REFRIGERADO DISPOSITIVO DE EXPANSÃO ONDENSADOR EVAPORADOR OMPRESSOR Figura 1.2 icl de cmpressã de vapr. Tabela 1.1 Prcesss termdinâmics crrend num cicl de refrigeraçã. mpnente Evapradr mpressr ndensadr Dispsitiv de Expansã aracterísticas da transfrmaçã sfrida pel fluid refrigerante Vaprizaçã d fluid refrigerante à baixa pressã mpressã d fluid refrigerante ndensaçã a uma pressã elevada Expansã d fluid refrigerante De maneira similar funcinam também s grandes sistemas de refrigeraçã cm câmaras frigríficas. O que difere s sistemas pequens e de grande prte é númer de unidades cmpressras, evapradras, de expansã e cndensadras envlvidas que nestes últims pdem ser múltipls, bem cm sistema de cntrle que pdem alcançar elevada cmplexidade cnfrme ilustrad nas figuras 1.3a a 1.3j a seguir.

5 5 nfrme bservad nas figuras anterires, uma câmara fria é espaç de armazenagem cm cndições internas cntrladas pr um sistema de refrigeraçã. Algumas câmaras sã utilizadas para armazenar resfriads e utras para armazenar cngelads. Há ainda câmaras de mair prte cm atmsfera cntrlada para estcagem de lng praz de frutas e vegetais. Nessas câmaras a quantidade de xigêni é reduzida autmaticamente para reduzir metablism vital das frutas. N lugar d xigêni ambiente intern da câmara recebe gás carbônic. m futur Técnic de Refrigeraçã e Ar ndicinad, registrad n REA pderá realizar prjets de até 5 TR u até Btu/h, bjetiv deste text é detalhar cm se elabra um prjet cmplet de câmara fria de pequen prte que envlve a estimativa da carga térmica, a esclha d tamanh da câmara, d tip de evapradr, tip de unidade cndensadra e demais cmpnentes.

6 alr sensível e calr latente Os efeits das trcas de calr entre um crp e utr pdem ser percebids na frma sensível e na frma latente. Observa-se que quand calr aplicad mdifica a temperatura d crp, entã este é chamad de calr sensível. Prém, se há mdificaçã d estad físic da matéria (mudança de fase), entã se tem trca de calr latente. Supnd que uma dada massa de 1kg de gel a 20 seja aquecida. Neste prcess de aqueciment tem-se num primeir mment a elevaçã da temperatura d gel de 20 até 0 (calr sensível send trcad, Q1=10kcal (48,16kJ). A água tem cm característica ser uma substância pura e desta frma, muda de fase nesta temperatura cnstante. Nesta etapa há apenas trca de calr latente, Q2=80kcal (334,88kJ). Td gel transfrma-se em água líquida e neste mment inicia-se prcess de aqueciment, nde há trca de calr sensível. O aqueciment prssegue até que a água atinja pnt de vaprizaçã a 100, send calr trcad de 0 a 100, Q3=100kcal (418,6 kj). Neste instante, a variaçã de temperatura cessa e a trca de calr latente é iniciada. T () LÍQUIDO 20 0 LÍQUIDO + SÓLIDO S Q1 Sensível Q2 Latente 190 ALOR TROADO EM kcal Q3 Sensível Figura 1.4 urva de aqueciment de uma massa de água O cálcul da quantidade de calr necessária durante este prcess pde ser feit através de duas expressões. A primeira permite cálcul d calr sensível e a segunda d calr latente, cnfrme express a seguir: Qttal = m.c sólid. T1 + m.l fusã + m.clíquid. T2 (1.1) Onde: m é a massa da substância a ser aquecida; c é calr específic ( calr específic d gel é a metade d calr específic da água líquida); T = Tfinal- Tinicial; Tfinal é a temperatura final e Tinicial é temperatura inicial da substância. Já L é calr latente de fusã, que é a quantidade de calr que se acrescenta a crp e que causa uma mudança de estad, sem mudança de temperatura. Da mesma frma que a água, é pssível realizar cálcul da energia necessária para

7 7 resfriament u cngelament de aliments quand clcads n interir de uma câmara frigrífica. N entant, nesse cas a temperatura de cngelament é diferente de zer grau e tabelada de acrd cm tip de prdut Frmas de transferência de calr Sabe-se que calr é transferid de um crp para utr desde que exista uma diferença de temperatura entre eles. Sabe-se ainda que tdas as substâncias sã frmadas pr átms. Estes, pr sua vez, se agrupam frmand mléculas. Sabems da Termdinâmica que cnceit de temperatura está assciad à velcidade de mvimentaçã destas mléculas, u seja, quant mair a temperatura, mais velzmente as mléculas estã vibrand (se mvimentand). A partir destas afirmações vams analisar s três mds de transferência de calr: cnduçã, cnvecçã e radiaçã. A cnduçã está fundamentalmente assciada a chque entre mléculas cm diferentes velcidades de vibraçã, cm a mlécula mais velz chcand-se cm a mlécula mens velz, "passand" energia cinética. Esta frma de transferência de calr crre basicamente ns crps sólids. Um detalhe imprtante é que nã crre alteraçã da psiçã das mléculas a se chcarem. Ou seja, as mléculas trcam energia entre si, mas nã mudam de lugar n espaç. Segund Furier, a trca de calr unidimensinal que crre entre s dis lads de uma parede sólida pde ser escrita cm segue: q = k. As. T L (1.2) nde q é calr trcad (W), k é a cndutividade térmica da parede, A s é a área superficial da parede, T é a diferença de temperatura entre s dis lads da parede e L, a espessura da parede. ALOR POR ONDUÇÃO T2 T1 T1>T2 Área (As) L Figura 1.5- Ilustraçã de um prcess de transferência de calr pela parede. O segund md de transferência de calr, a cnvecçã crre em fluids (líquids e gases). nsiste na superpsiçã de dis mecanisms distints: a difusã de energia entre as

8 8 mléculas, e a mvimentaçã destas mléculas (advecçã). Ns fluids, as mléculas nã apresentam uma ligaçã tã frte entre si, nã estã rigidamente presas, cm ns sólids. Ou seja, elas pdem mudar livremente de lugar n espaç. m elas sã livres para se mvimentar (mviment d fluid), a se deslcarem elas "carregam" cnsig a energia térmica adquirida. A mesm temp, nvas mléculas de fluid entram em cntat cm a superfície sólida, aquecend-se e reiniciand prcess. A expressã matemática para cálcul d calr trcad pr transferência de calr pr cnvecçã, q (W ), fi prpsta a partir de bservações físicas já em 1701 pr Isaac Newtn cm: q = hc. As.(Ts T ) (1.3) Onde hc é ceficiente de transferência de calr pr cnvecçã, A s é a área superficial de trca, Ts é a temperatura da superfície e T é a Temperatura d fluid que trca calr cm a superfície. ALOR TROADO Tar Ts A s Figura Ilustraçã das trcas pr cnvecçã sbre uma superfície. Nrmalmente utiliza-se d eficiente Glbal de Transferência de alr (U) ns cálculs envlvend trcas térmicas entre s dis lads de uma parede. Sua aplicaçã pde ser bservada n exempl: alcular a trca de calr entre s dis lads de uma parede de 20m2, cmpsta pr tijls de seis furs de 12cm de espessura, rebc em ambs s lads de 1,5cm de espessura cm temperatura d ar intern de 25 e temperatura d ar extern de 32. Observe que precisams cnhecer valres d ceficiente de cnvecçã, send he ceficiente de cnvecçã extern e hi ceficiente de cnvecçã intern. Nrmalmente para aplicações cmuns, he é da rdem de 25W/m2K, já hi é da rdem de 7W/m2.K L parede L L = + rebc + + rebc + U he K rebc K parede K rebc hi (1.4) q = U. Área.(Te Ti ) (1.5) Exempl de aplicaçã: alcule qual a trca de calr pelas 4 paredes de uma câmara de 3m x

9 9 4m e cmpsta pr duas camadas, a primeira de tijls de 20cm de espessura e a segunda (interna) de pliuretan cm 10cm de espessura. A temperatura interna da câmara é de -10 graus e a externa de 26 graus na smbra. nsidere hi e he cnfrme s apresentads acima. A radiaçã está relacinada cm a prpriedade que tem tda matéria, de emitir energia na frma de radiaçã (ndas eletrmagnéticas, similares, pr exempl, às ndas de rádi AM/FM). Essa energia é tant mair quant mair fr a temperatura da matéria (iss é, sua agitaçã mlecular). Este tip de transferência de calr nã precisa de um mei material para se realizar. Um exempl é a energia d Sl. N espaç entre Sl e a Terra praticamente nã existe matéria (vácu). Mesm assim a energia d Sl alcança nss planeta. Essa transferência de energia (calr) se dá pr mei de ndas eletrmagnéticas (radiaçã). T2 c a l r tr c a d p r ra dia ç ã e le tr m a g né tic a T1 > T2 Figura 1.7 Trcas de calr entre duas superfícies pr radiaçã. A expressã para a transferência de calr pr radiaçã é dada cm segue: 4 4 q 12 = σ. As.FA.Fε.(T1 T2 ) (1.6) Onde σ é a cnstante de Stefan-Bltzam definida cm 5,699x10-8 W/m2K4, Fε é a relaçã de emissividade das superfícies e T1, T2 temperaturas superficiais (expressas em Kelvin), FA é fatr de frma, que depende da gemetria das superfícies de trca. Estes valres pdem ser encntrads na bibligrafia especializada em transferência de calr Nções sbre cnservaçã de aliments: Inicialmente é precis apresentar s dis principais tips de prcesss de cnservaçã: resfriament que é a diminuiçã da temperatura de um prdut desde, a temperatura inicial, até a temperatura de cngelament, em geral, próxim a 0º; e cngelament que é a diminuiçã da temperatura de um prdut abaix da temperatura de cngelament. Para uma ba cnservaçã é precis que se tenha um cntrle da temperatura; umidade

10 10 relativa; velcidade e quantidade de ar circulad e velcidade de rebaixament de temperatura. O bjetiv fundamental da cnservaçã é evitar a deteriraçã ds aliments, que nada mais é que a alteraçã da cmpsiçã rgânica ds mesms, envelheciment e mrte. N cnceit cmum, deteriraçã é a perda u alteraçã d gst, arma e cnsistência. Os principais destruidres ds aliments sã s micrrganisms tais cm fungs (mf, leveduras) e bactérias. Para se garantir uma ba cnservaçã é precis que se tenha um prdut sã, resfriad rapidamente e cm fri cntínu. O resfriament rápid aumenta períd de cnservaçã d prdut, mas nã melhra a qualidade d prdut antes d resfriament. Ele pde crrer cm us de ar frçad; pr imersã em água e/ u gel; pr resfriament evaprativ. Figura 1.8- Ilustraçã de um túnel de resfriament Figura 1.9- Ilustraçã de um prcess de resfriament cntínu Tabela 1.2- Temperaturas de cnservaçã recmendadas FRUTA ONSERVAÇÃO MÉTODO DE RESFRIAMENTO Temperatura ()

11 11 Maçãs -1 a 2 Hidrcler (água) u na própria câmara (ar) Manga 8 a 10 Uva 0a2 Túnel de resfriament cm Air Handler (ar e água) (*)Resfriadr de ar que utiliza prcess evaprativ, que minimiza a perda de pes durante resfriament. Idem acima

12 12 2- Nções de prjet de câmaras frigríficas Ns dias atuais a tendência na cnstruçã de câmaras frigríficas é a utilizaçã ds sistemas plug-in, que funcinam de frma similar a um cndicinadr de ar de janela, faz-se uma abertura na parede da câmara e instala-se sistema, ficand evapradr na parte interna e cndensadr na parte externa. Este tip de equipament, na mairia das vezes, já vem autmatizad, u seja, painel digital e degel autmátic. Para a seleçã deste tip de equipament é muit imprtante a estimativa crreta da carga térmica. Quand iss é alcançad cnjunt fica determinad pr cnseqüência. Figura 2.1 âmara frigrífica tip plug-in A funçã básica de uma câmara frigrífica é garantir a cnservaçã ds prduts armazenads, de duas frmas: através d resfriament que é a diminuiçã da temperatura de um prdut desde, a temperatura inicial, até a temperatura de cngelament, em geral, próxim a 0º; u através d cngelament que é a diminuiçã da temperatura de um prdut abaix da temperatura de cngelament. Para tant, a câmara deve remver uma quantidade ttal de calr sensível e latente para se manter as cndições desejadas de temperatura e umidade relativa. Essa quantidade é chamada de carga térmica. Para estimá-la é precis que se cnheçam algumas infrmações tais cm: Natureza d prdut Freqüência de entradas e saídas ds prduts durante a semana. Plans de prduçã e clheita As temperaturas ds prduts a entrarem nas câmaras Quantidade diária (kg/dia) de prduts a serem mantids resfriads, cngelads, u que devam ser resfriads u cngelads rapidamente. Tip de embalagem Temperaturas internas Umidade relativa interna e externa Duraçã da estcagem, pr prdut Métd de mvimentaçã das cargas Uma câmara fria ganha calr devid à infiltraçã de ar quente e úmid durante a abertura das prtas para entrada e saída de aliments, devid à transmissã através das paredes, pis e tet, devid a presença de pessas e máquinas internas, devid à iluminaçã, devid a prdut que é armazenad. A seguir vams detalhar cada uma destas parcelas.

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14 14 Parcela de transmissã (penetraçã) rrespnde a quantidade de calr transmitida pr cnduçã através de paredes, tets e piss. Esta carga depende da área de trca, u seja, a superfície ttal submetida à trca de calr. É imprtante um cuidad especial na esclha da espessura d islament térmic, de frma que a superfície d lad quente, nã atinja um valr baix, nde pderá crrer uma cndensaçã de vapr de água. Para calcular a entrada de calr pelas paredes, tet e pis pdems utilizar a expressã a seguir, também válida para climatizaçã. Q SI = A U ( Te Ti ) (2.1) nde QSI é ganh de calr devid à transmissã, [W]; A é a área de trca de calr (área de parede, pis u d tet), em [m²]; U é ceficiente glbal de transmissã de calr de superfícies, [W/(m². )]; Te é a temperatura d ambiente extern, [ ]; Ti é a temperatura de bulb sec da câmara. Há diversas tabelas nde pdems encntrar s ceficientes glbais de transmissã de calr U. as nã seja pssível us das mesmas, pr se tratar de uma cmbinaçã de materiais, devems calcular este U cmbinad a partir das expressões apresentadas. Tabela 2.1- eficientes glbais de transferência de calr aprximads* Material Parede de tijl de 6 furs cm rebc nas duas faces bertura de telha de barr cm laje de cncret de 10cm e espaç de ar nã ventilad Parede de tijl 6 furs cm duas camadas de rebc e islament de 15cm de ispr eficiente glbal de transferência de calr U [W/(m2.K)] 2,50 1,95 0,23 *valres preciss pdem ser calculads a partir de cnheciments básics de transferência de calr e das prpriedades ds materiais utilizads na cnstruçã Tabela 2.2 cndutividade térmica de alguns materiais Material Aç Madeira bre pur Alumíni Ar Tijl maciç Placa de pliuretan - PUR Placa de pliestiren - EPS ndutividade térmica (W/m.K) 55 0, ,03 1,32 0,024 0,029 Para fins de simplificaçã ds cálculs, é pssível cnsiderar apenas islante térmic (se este é únic cmpnente da parede da câmara) cm resistência à trca de calr. Dessa frma tems apenas trca de calr pr cnduçã. Utilizand a lei de Furier, já apresentad anterirmente, para calcularms calr trcad terems:

15 15 Q1 = k. A. T L ( Em 24h ) (2.2) Onde: Q1= calr trcad em kcal/h; k= cndutibilidade térmica d material [kcal /h m k] A= área superficial da câmara [m2]; T= diferença de temperatura []; L é a espessura d islante [m] btid das tabela 2.3 e tabela 2.5. as haja inslaçã nas paredes da câmara devems aumentar T n cálcul acima para cmpensarms ganh pr radiaçã na parede da câmara (ver tab.2.4) Tabela 2.3- Valres prátics para cálcul de carga térmica para câmaras frigríficas (fnte: catálg de prduts McQuay) ARNES Temp. de Entrada d Prdut (Oc) Temp. Interna da âmara (Oc) Espessura d Islante (Plegadas) alr específic (kcal/kg ) Mvimentaçã diária em kg/m2 de área de pis calr de respiraçã (kcal/tn.) em 24h LATIÍ INIOS VERDU RAS ONGELADOS [EPS] 0, [EPS] 0, [EPS] 0, [PUR] 0, OVOS FRUTAS LIXO PEIXES OM GELO FRANGO [EPS] 0, [EPS] 0,92 4 [EPS] 0, [EPS] 0, [EPS] 0, Tabela 2.4- Valres de T a serem acrescids para paredes insladas Orientaçã Leste u este NE / NO Nrte Frr Escura 6 3, r da Parede Média 3,5 2 0,2 6 lara ,5 Tabela 2.5- Espessuras de Islament Térmic - âmaras Frias PRODUTOS arne arne cngelada Frang Frang ngelad Banana Laranja Maçã Pera Uvas Temperatura De nservaçã O Umidade Relativa Temp Máx. Dias Espessura de Islament Pliuretan mm Espessura de Islament Pliestiren mm 0-18 / /

16 16 Parcela de Infiltraçã É a parcela crrespndente a calr d ar que atinge a câmara através de suas aberturas. Tda vez que a prta é aberta, ar extern penetra n interir da câmara, representand uma carga térmica adicinal. Em câmaras frigríficas cm mvimentaçã intensa e cm baixa temperatura, este valr aumenta tremendamente. Neste cas é fundamental a utilizaçã de um mei redutr desta infiltraçã, tais cm uma crtina de ar u de PV (em alguns cass, é recmendável a utilizaçã das duas sluções em cnjunt). Q inf = n Vcam q rem (2.3) Onde: (n x Vcam = Ve), que é vlume de ar que penetra na câmara em 1 dia [m3], q rem é calr a ser remvid d ar [kcal/ m3] - tab. 2.7A e 2.7B, Vcam é vlume da câmara e n é númer de trcas de ar tabela Tabela 2.6- Valres de (n) - de renvações d ar V câmara (m3) n Ti < 0 19,6 16,9 13,5 10,2 8,0 6,7 5, Ti > 0 25,3 21,2 16,7 12,8 10,1 8,7 7,0 Tabela 2.7 carga de infiltraçã TABELA 2.7A- Quilcalrias pr m3 remvid n resfriament d ar para as cndições de cndicinament (Ti > 0) Temperatura d ar entrand () Temp. interna UR %

17 17 TABELA 2.7B - Quilcalrias pr m3 remvid n resfriament d ar para as cndições de cndicinament (Ti < 0) Temperatura d ar entrand () Temp. interna UR % Parcela d Prdut: É a parcela crrespndente a calr devid a prdut que entra na câmara, send cmpst das seguintes partes: calr sensível antes d cngelament (resfriament); calr latente de cngelament; calr sensível após cngelament (resfriament após cngelad); calr de respiraçã (só para frutas). O prdut que entra na câmara deve ser resfriad até a temperatura de cndicinament, num temp que é chamad de temp de cndicinament. Tems duas cndições a cnsiderar: na primeira prdut deverá ser cngelad e na segunda deve ser resfriad. Na primeira cndiçã prdut será primeir resfriad, depis cngelad e depis resfriad nvamente. Há trca de calr sensível e latente. Na segunda cndiçã há apenas trca de calr sensível, cnfrme apresentad n capítul 2, cnsiderand s valres crrets e tabelads para calr específic e s diferenciais crrets de temperatura. Figura 2.2 Ilustraçã d cngelament de carne Para frutas e verduras precisams cnsiderar ainda calr prveniente d seu metablism, u seja, frutas e verduras liberam calr dentr da câmara. Esse é chamad de calr de respiraçã. O cálcul d calr vital é realizad através d prdut entre a massa

18 18 armazenada (em tneladas) e calr liberad pel metablism (valr aprximad de 500 kcal/ tn.24h). Desta frma, a parcela de carga térmica relacinada a prdut, para frutas e verduras será a sma d calr de resfriament e d calr vital. Se prdut deve ser resfriad em mens de 24h devems fazer a crreçã para a carga térmica: Qcrrigid = Q x 24 Tcnd (2.4) Parcela decrrente de cargas diversas: É a parcela de carga térmica devid a calr gerad pr iluminaçã, pessas, mtres e utrs equipaments; Os mtres ds ventiladres ds frçadres de ar sã uma fnte de calr e também, de cnsum de energia elétrica. Dentr d pssível, deverã ser prevists meis de variar a vazã de ar em funçã da necessidade de carga térmica d sistema. Ist pde ser feit cm a utilizaçã de variadres de freqüência u de mtres de dupla velcidade. Figura 2.3 Ilustraçã das parcelas internas de carga térmica Tabela 2.8- alr de cupaçã pessas dentr da câmara Temperatura interna da câmara [] calr dissipad [kcal/h]

19 19 Figura 2.4- alr devid a mtres interns O cálcul de carga térmica é efetuad para um períd de 24 h. Entretant, devems cnsiderar um períd de 16 a 20 hras de peraçã ds equipaments, de frma a pssibilitar degel, as eventuais manutenções, e também pssíveis sbrecargas de capacidade. Nrmalmente utiliza-se cálcul para 18 hras de funcinament. Um resum da estimativa de carga térmica pde ser ilustrad através da figura 2.5 a seguir: Figura 2.5 Parcelas de carga térmica A carga térmica que calculams é gerada em 24 hras, n entant sistema nã trabalha tdas as 24 hras pr causa da parada para degel. Assim devems ter uma ptência de refrigeraçã um puc mair que valr ttal da carga térmica dada pr: Pref = Qt N (2.5)

20 20 Onde: Qt é a carga térmica ttal [kcal], N é númer de hras de refrigeraçã efetiva [h]. Para degel natural utiliza-se N = 16h ( > 0 ), para degel artificial utiliza-se N = 18 a 20 (< 0 ). Para facilitar s cálculs há planilhas frnecidas pels fabricantes que auxiliam na estimativa crreta de carga térmica. Exempl de utilizaçã de planilha Elabrada pr Rgéri Vilain

21 21 FORMULÁRIO PARA ÁLULO DE ARGA TÉRMIA PIR us da tabela 9 prdut temp de estcagem T interna UR interna T entrada islante k= espessura= cngelads cidade Fplis TBS UR 4-20 % kg/m 2 4m densidade de estcagem= área minima = 0,021 kcal/h m altura 6 pl cmpriment largura 400 kg 400 kg inslaçã = 5m 3 2,5 5 nenhuma área superficial = vlume = k A dt dx dt insl 0, , infiltraçã prdut 1640 n 13,5 V 37,5 q remvid 24,2 cm a camara pera a -20 devems usar degel: 2 natural (N=16h) 1 artificial (N=18 a 20h) N= 16 2 pur mviment diári quantidade armazenada cnduçã % iluminaçã 129 m c dt Qlat c dc dt dc Q resp 400 0, Q ttal = Pf = cálcul rápid cngelads m 3 37,5 m mtres 5000 pessas kcal kj Btu 1984 kcal/h 2,3 kw 7934 Btu/h 0,7 TR smente para exercíci 5 - frang cngelad e cngelads cm prdut PIR - Prjet de Sistemas de Refrigeraçã prfessr: rgéri vilain módul media q metab. hras cngelament cmplet FALSO cr = 3534 kcal/h óauêaiô... só amr cnstrói...

22 22 EXERÍIO 1: Estime a carga térmica de uma câmara para a seguinte situaçã: Uma empresa deseja resfriar uma quantidade diária de 1000kg de lix. A Temperatura de entrada d prdut de Assumir uma taxa de iluminaçã de 10 W/m2 (mínim de 100W); pessas = 1 pessa durante 2 hras dentr da câmara; cidade de Flrianóplis Sã Jsé. Esclher uma das três dimensões para a câmara: 5,00 x 2,00 x 2,50 u 4,00 x 3,00 x 2,50 u 5,00 x 3,00 x 2,50m. Sluçã: Vams utilizar a planilha de carga térmica anterirmente apresentada. Inicialmente vams preencher camp d prdut cm send LIXO. Nesse cas nã há necessidade de cnsiderar temp de estcagem, uma vez que lix nã tem praz de armazenament e deve ser cnservad apenas para nã causar cheir pr um períd pequen de temp. Para esse prdut, a temperatura interna recmendada é de +2 graus, cnfrme a tabela 2.3. A Lcalidade é Flrianóplis, cujas cndições de verã sã de 32 graus e umidade relativa de 60% - Tabela 1 d Anex. Para esse tip de prdut, a tabela 2.3 recmenda uma densidade de estcagem de 10 kg pr metrs quadrads (mvimentaçã diária). Lg, fazend-se uma regra de três, tem-se que a área da câmara é de 10 metrs quadrads. A seguir define-se a área da câmara cm send de 2m pr 5m. A área superficial da câmara é calculada a partir da sma das 6 faces da câmara (4 paredes, tet e pis). Esse valr ttal é de 55 metrs quadrads. A diferença de temperatura entre mei extern e mei intern é de 30 graus. A definiçã da espessura d islament é btida a partir da tabela 2.3 que recmenda us de pliestiren EPS de 4 plegadas para essa aplicaçã. Observams que para câmaras pequenas, cnsidera-se que mviment diári é igual à quantidade armazenada. O preenchiment da segunda parte da planilha de carga térmica é iniciada calculand-se as seis parcelas: penetraçã de calr pelas paredes, infiltraçã, prdut,iluminaçã, mtres e pessas. Para calcularms a penetraçã, basta utilizarms a equaçã de Furier cm um diferencial de temperatura de 30 graus, espessura de 0,10m, k = 0,025kcal/hm. Fazendse s cálculs btém-se uma carga térmica de 9900kcal em 24 hras. Ou seja, essa é a energia que penetra na câmara através das superfícies, mesm send islament de elevada qualidade. A área superficial utilizada é a btida pela sma das áreas das 6 faces da câmara. Para cálcul da infiltraçã, cnsidera-se que calr remvid para essa faixa de temperatura é de 17 kcal pr metr cúbic, cnfrme recmendad pela tabela 2.7A para as cndições internas de armazenament. O vlume da câmara é de 25 metrs cúbics. O valr de n a ser utilizad na Equaçã 2.3 é de 21,2 que é btid na Tabela 2.6 para câmara cm temperatura interna mair que zer grau. Já a carga térmica decrrente d prdut é apenas sensível, uma vez que lix nã é cngelad. O calr específic d lix é encntrad na tabela 2.3 cm send 0,80kcal/kg. A equaçã 1.1 deve ser utilizada, eliminand-se s terms referentes a calr latente. Para cálcul da parcela devid à iluminaçã, cnsidera-se uma ptência de 100W instalada. Mas n cálcul é precis cnsiderar a lâmpada acesa apenas durante temp de permanência na câmara d peradr, que é duas hras. Para cálcul cnsiderand-se a cnversã para kcal tem-se:

23 23 Qilum = ,6. 2 = 172kcal 4,186 Já para estimar a carga térmica devid à pessa, utilizams a tabela 2.8 que frnece a infrmaçã de que uma pessa libera 235 kcal pr hra. A carga térmica devid a mtr d frçadr de ar é btida aprximadamente a partir d gráfic da Figura 2.4. Para câmaras cm temperatura interna acima de 2 graus nrmalmente se utiliza degel natural e númer de hras de funcinament cm send 16. Já para temperaturas internas abaix de 2 graus, utiliza-se númer de hras de 20. A planilha é entã preenchida da seguinte frma para exercíci 1.

24 24 FORMULÁRIO PARA ÁLULO DE ARGA TÉRMIA prdut temp de estcagem T interna UR interna T entrada islante k= espessura= lix cidade Fplis TBS UR 7 2 % kg/m 2 10 m densidade de estcagem= área minima = 0,025 kcal/h m dimensões 4 pl 1000 kg 1000 kg inslaçã = 12 m 5x2x2,5 5 nenhuma área superficial = vlume = k A dt dx dt insl 0, , infiltraçã 9010 prdut n 21,2 V 25 q remvid 17 cm a camara pera a 2 devems usar degel: 2 natural (N=16h) 1 artificial (N=18 a 20h) N= 16 2 eps mviment diári quantidade armazenada cnduçã % iluminaçã 172 m c dt Qlat c dc dt dc Q resp , Q ttal = 0 smente para exercíci para frang cngelad e cngelads cm prdut Pf = 2 media 2 55 m 3 25 m mtres 2500 pessas 470 q metab. hras cngelament cmplet FALSO cr = kcal kj Btu 2768 kcal/h 3,2 kw Btu/h 0,9 TR O mesm prcediment deve ser adtad ns exercícis indicads a seguir, lembrand que n cas de cngelament, cálcul deve ser realizad cnsiderand calr latente de cngelament, calr específic d prdut cm temperatura acima d cngelament e calr específic d prdut cm temperatura abaix d cngelament. Nte que a temperatura de cngelament nã é zer grau, prque nrmalmente nã estams cngeland água. Outra bservaçã imprtante é que geralmente s prduts tip carne nã sã

25 25 cngelads dentr da câmara frigrífica. Em geral eles chegam cngelads e precisam ser mantids na temperatura adequada. Exercícis : Utilize as mesmas infrmações apresentadas n exercíci 1, salv quand indicad em cntrári n prblema. 2 - Armazenagem de frutas e verduras. Temperatura de entrada d prdut de Mviment diári de 960 kg. 3 - Armazenagem de 1500kg de carne de mviment diári. Temperatura de entrada d prdut de Armazenagem de 500 kg de peixe cm gel. Temperatura de entrada d prdut de Armazenar frang cngelad. Temperatura de entrada d prdut de +10. Mviment diári de 600 kg. Temperatura de cngelament = 2,8. q lat = 59 kcal/kg c antes cng = 0,79 kcal/kg c depis cng = 0,42 kcal/kg 6 - Uma câmara deverá ter dimensões de 5x4x2,5m para armazenagem de peixe cm gel. A temperatura de entrada d prdut é de Inslaçã - nsidere s mesms dads d exercíci 1 incluind inslaçã sbre tet (cr média). 8- rreçã d temp de cndicinament. - N exercíci 4 (peixe cm gel), se cnsultarms uma tabela cmpleta verems que é recmendad um cndicinament em 18h. rrija a carga térmica d prdut utilizand Q crrigid.

26 26 3- âmaras frigríficas d tip Plug-in Uma câmara frigrífica (câmara fria) é cmpsta basicamente pr: Mdul frigrífic: Painel frigrífic (aut prtante e desmntável) u Alvenaria (requer paredes/laje para fixar islament térmic) Prta frigrífica: Giratória, rrer, Guilhtina, entre utras. Equipament de refrigeraçã: Split system (remt) u Plug-in (fixad na lateral da câmara). Acessóris: rtina, Pallet, Estantes, Estrad, entre utrs. Figura 3.1- Unidades mnblc para câmaras frigríficas O equipament de refrigeraçã permite selecinar a temperatura de trabalh (set pint) numa faixa entre + 20 até Temperaturas inferires a - 45 pdem ser atingidas mediante a utilizaçã d equipament em sistema cascata, u seja, primeir estági refrigera segund estági, que pr sua vez mantém a temperatura da câmara dentr d pretendid. As câmaras sã utilizadas principalmente para cnservaçã de prduts perecíveis, mas pdem ser adaptadas agregand s acessóris adequads para aplicações especiais, tais cm: âmara frigrífica para sementes (agrega desumidificadr), âmara frigrífica para amadureciment artificial (agrega umidificadr, rede de etilen, bca exaustra), âmara frigrífica para cadáver u Mrgue (agrega estrutura para empilhament e macas móveis), âmara frigrífica para Ostras (agrega sistema de aspersã), âmara frigrífica para ensais climátics (agrega refrigeraçã, aqueciment, umidificadr, registr gráfic), Entre utras pções. Um sistema muit utilizad para instalaçã de câmaras é Plug-in. Elas tem sistema de refrigeraçã acplad, parecid cm um aparelh de ar cndicinad d tip janela, que facilita a instalaçã, nã exigind us de sldas, vácu e carga de gás na instalaçã. O cmpriment máxim de 1 metr da tubulaçã de fluid refrigerante e prjet timizad d sistema de cmpressã e cndensaçã trna plug-in mais eficiente para as pequenas aplicações. Para a seleçã d melhr sistema, deve-se saber tamanh da câmara e a estimativa de carga térmica.

27 27 As paredes das câmaras frias d tip plug-in pdem ser de pliuretan u de pliestiren. O pliuretan é uma Espuma rígida de pliuretan injetad cm densidade média aparente de 38kg/m³. eficiente de cndutibilidade térmica: 0,028W/m. K. Material cm retardante à chama, classe R1, cnfrme nrma NBR 1562 da ABNT. Figura 3.2- Detalhe da mntagem ds painéis de uma câmara Revestiment hapas de aç galvanizad e pré-pintad cm espessura de, 50mm, na cr branca, cnfrmadas cm desenh trapezidal baix. Sb encmenda pderã ser frnecids painéis cm utrs materiais de revestiment, tais cm: chapas galvanizadas cm pintura de fund, chapas de aç inxidável, chapas de alumíni lis, pintad e chapas de plástic refrçadas cm fibra de vidr. As juntas sã d tip Mach e fême cm perfil de recbriment metálic da junta, caixas

28 28 de junçã cm crp de plástic e ganch em aç especialmente desenvlvid para e estruturaçã e estanqueidade, cm aplicaçã de crdã de silicne pel lad que crrespnde à barreira de vapr. As Espessuras Padrã sã de 50mm, 80mm, 100mm, 120mm, 150mm e 200mm. ARATERÍSTIAS TÉNIAS DOS PAINÉIS EM POLIURETANO (PUR) PAINEL AÇO PRP 0,5/AÇO PRP 0,5 PESO PRÓPRIO VÃO MÁXIMO kg/m2 (mm) , , , , , , As câmaras também pdem ser cnstruídas em painéis de Pliestiren expandid cm densidade média aparente de 14kg/m³. eficiente de cndutibilidade térmica: 0,040W/m. K. Material cm retardante à chama, cnfrme nrma NBR da ABNT. As placas sã revestidas cm chapas de aç galvanizad e pré-pintad cm espessura de 0,50mm, na cr branca, cnfrmadas cm desenh trapezidal baix u lisa. O sistema de juntas é d tip mach e fême cm perfil de recbriment metálic da junta e aplicaçã de crdã de silicne pel lad que crrespnde à barreira de vapr. Espessuras Padrã: 50mm, 75mm, 100mm, 125mm, 150mm, 200mm e 250mm. ARATERÍSTIAS TÉNIAS ESPUMA DE POLIESTIRENO (EPS) PAINEL AÇO PRP 0,5/AÇO PRP 0,5 PESO PRÓPRIO VÃO MÁXIMO Kg/m2 (mm) , , , , , , ,

29 29 4- Seleçã ds cmpnentes das câmaras frias 4.1- Evapradres O primeir pass para seleçã d evapradr é estabelecer a umidade relativa para a câmara. A umidade relativa dentr da câmara será funçã da diferença de temperatura ( T) entre ar da câmara e refrigerante que circula n evapradr (temperatura de evapraçã). A umidade relativa é funçã d T estabelecid n evapradr: O T mais utilizad é de 6. Na tabela a seguir tems valres de umidade relativa para evapradres cm cnvecçã frçada. T [] UR [%] É precis definir primeir, n entant, qual a umidade relativa que se deve utilizar na câmara frigrífica.valres prátics para a umidade relativa estã indicads na tabela abaix: T [] 4a5 TIPO DE PRODUTO UMIDADE RELATIVA % 5a6 Ovs, manteiga, queij, legumes, peixe fresc carnes crtadas, frutas 6a9 carne em carcaça, frutas cm casca dura % 9 a 12 enlatads, prduts embalads que tem cberturas de prteçã 75 % % Lembre-se: Quant mair T (Tinterna Tevapraçã) mair será a desumidificaçã umidade relativa menr.

30 30 Para bterms umidades relativas altas dentr da câmara precisams de um T pequen tamanh mair d evapradr e mair cust Quand d cálcul de carga térmica bservams que tip de degel está assciad à temperatura de evapraçã d refrigerante. Temperaturas de evapraçã abaix de zer prvcam cngelament da umidade n evapradr. Este cngelament blqueia a serpentina, na mairia ds nvs sistemas cntrladr da câmara (LP) pssui um sensr de temperatura para verificar fim d degel. Em geral sã prgramadas paradas da máquina para degel e final d degel pde ser realizad pr temperatura (sensr próxim a serpentina) u pr temp prgramad previamente n cntrladr. Os dis principais tips de evapradres sã: Degel natural e Degel artificial (geralmente cm resistência elétrica u gás quente) aplicações mdel capacidade p/ T= 6 balcões frigrífics balcões expsitres geladeiras cmerciais minicâmaras câmaras frigríficas de pequen e médi prte ex: supermercads açugues czinhas industriais grandes armazéns frigrífics aplicações especiais túneis de cngelament L H 270 a 1470 kcal/h 270 a 1500 kcal/h BM âmaras cm pé direit até 6 m 1120 a kcal/h (@ -7) 1445 a kcal/h (@ + 2) EEP RUA 1445 a kcal /h (@ +2) idém Unidade Plug-in A McQuay cmercializa uma unidade plug-in que tem nme cmercial de Eurmn. Existem duas pções: para baixa temperatura, cm degel elétric u degel pr gás quente (Tinterna = -18 ) e para alta temperatura cm degel natural (Tinterna = +2 ) Unidade cndensadra A unidade cndensadra cmpreende cnjunt cmpressr-cndensadr e n cas ds mdels ldex-frigr cm d lab. de refrigeraçã de RA utrs acessóris.

31 31 Sabems que desempenh d cmpressr e d cndensadr sã afetads pela temperatura de evapraçã e pela temperatura de cndensaçã, que irã definir pressões de cndensaçã e evapraçã crrespndentes, vcê pde determinar estas pressões n diagrama p-h d refrigerante. Para cas ds cndensadres resfriads a ar, a capacidade da unidade cndensadra é funçã direta da temperatura de bulb sec d ar ambiente. Assim terems que definir s seguintes parâmetrs para selecinarms a unidade cndensadra mais adequada: apacidade da unidade cndensadra em kcal/h Definida quand se calcula a carga térmica para a câmara frigrífica Temperatura de evapraçã em Definid em funçã da umidade relativa que vcê quer dentr da câmara ( T n evapradr) e da temperatura dentr da câmara Temperatura de cndensaçã em N cas de cndensadres a ar esclhems esta temperatura entre 40 e 45 Esta temperatura estará em trn de 5 a 7 acima da temperatura ambiente de prjet de verã Temperatura ambiente de verã Flrianóplis TBS = 32 Obs: quand selecinams a unidade cndensadra em separad d cmpressr devems cnsiderar a capacidade d cndensadr cm igual a carga térmica calculada mais calr ganh n cmpressr. capacidade d cndensadr = capacidade d evapradr + ganh de calr n cmpressr para cmpressres aberts a capacidade d cndensadr deve ser cerca de 30 % mair d que a capacidade d evapradr

32 Válvula de expansã A válvula de expansã mais utilizada em câmaras frigríficas é a válvula de expansã termstática. O tip de equalizaçã (interna u externa) deverá ser definid em funçã d evapradr selecinad. A seleçã da válvula é funçã da capacidade requerida (carga térmica) e da temperatura de evapraçã e de cndensaçã em que deverá perar, além d tip de refrigerante utilizad n sistema. A capacidade que aparece indicada na válvula é denminada de capacidade nminal, para definir a capacidade real da válvula é precis definir a pressã de evapraçã e de cndensaçã em que a válvula pera e cnsultar catálg da válvula. A válvula de expansã cm equalizaçã externa deverá ser utilizada quand a perda de carga n evapradr fr significativa. Neste cas a temperatura (te ) na saída d evapradr pr cnta da queda de pressã é menr d que a temperatura de evapraçã após a saída, rifíci da válvula (te). m bulb sensr está medind a temperatura na saída d evapradr (te ) que está mais baixa, cas se utilize equalizaçã interna a válvula só vai abrir cm um superaqueciment mair para cmpensar a perda de carga n evapradr. O efeit final é um superaqueciment exagerad que é btid cm evapradr perand mais a sec d que nrmal. Este efeit prvca a reduçã da capacidade d evapradr e pr fim da eficiência da máquina (OP). Pr esta razã deve-se utilizar a válvula crreta. Para distinguir uma válvula cm equalizaçã externa é só bservar a presença d equalizadr extern tub capilar que é ligad n crp da válvula e na tubulaçã na saída d evapradr. Nas câmaras frigríficas cm em utrs equipaments de refrigeraçã e ar cndicinad existe uma tendência de busca de eficiência. As unidades plug-in que já incrpram um cntrladr prgramável (LP) sã uma respsta a esta tendência. Existe a pssibilidade de se utilizar válvulas eletrônicas a invés de válvulas de expansã termstáticas. As válvulas eletrônicas cntrlam a temperatura na saída d evapradr através de um sensr eletrônic (Pt-100 u termístr). Nã há necessidade de leitura de pressã, uma queda na temperatura na saída da válvula indica excess de líquid prvcand fechament da válvula. Nas unidades tip hiller estas válvulas já sã utilizadas prque cust das válvulas nã é significativ a cntrári das câmaras que ainda representa um cust exrbitante. O us das válvulas eletrônicas permite superaqueciments da rdem de 2 em cmparaçã cm superaqueciment usual de uma válvula mecânica termstática que é da rdem de 7, u seja cm as válvulas eletrônicas evapradr é melhr aprveitad. m citad anterirmente vims que a capacidade nminal da válvula nã representa valr real em peraçã. Exempl: Válvula = TAD 0,4 (equalizaçã interna) - Fluid = R134a apacidade nminal = 0,4 TR apacidade em TR para Tc = + 35 Te = + 0 0,4-10 0,3-20 0,3-30 0,2

33 33 Observe que a capacidade da válvula varia cm as cndições de peraçã. A esclha de uma válvula de expansã cm capacidade muit mair u menr que a da instalaçã (cmpressr/evapradr/cndensadr) pde resultar em peraçã deficiente. Uma válvula excessivamente grande pde inundar evapradr, cm risc de glpe de líquid para cmpressr. Uma válvula de capacidade menr d que a capacidade d sistema alimenta cm deficiência evapradr, prduzind uma cndiçã de equilíbri de baixa pressã de evapraçã ( cmpressr succina bem mais d que a válvula frnece de refrigerante), que reduz a capacidade d sistema e pde cmprmeter funcinament da câmara n verã temperatura de cnservaçã d prdut. Em alguns cass se a diferença fr muit grande pressstat de baixa pde ser acinad e sistema nã cnsegue perar. A pressã de cndensaçã é influenciada pelas cndições ambientais. N Verã a tendência é sistema perar cm pressões de cndensaçã mais altas tant na cndensaçã a água quant na cndensaçã a ar. O OP d sistema é menr n verã. N invern há um aument d rendiment pela queda da pressã de cndensaçã, n entant se a pressã de cndensaçã cair demasiadamente pde vir a interferir n funcinament da válvula de expansã. A válvula passa a liberar mens refrigerante d que sistema necessita pdend levar a desarme d sistema. Para evitar este incnveniente é cmum cntrlar a pressã de cndensaçã d sistema. Ns sistemas cm cndensaçã a ar cntrlam-se s ventiladres ds cndensadres e ns sistemas a água regula-se através de uma válvula a quantidade de água que entra n cndensadr mantend a pressã de cndensaçã dentr ds limites admissíveis. Nã é rara a crrência de alimentaçã deficiente da válvula de expansã em virtude da crrência de vapr na entrada da válvula (blhas). Este vapr prejudica a passagem da quantidade certa de refrigerante para evapradr reduzind a sua capacidade. A principal razã para esta crrência é a falta de fluid refrigerante. Mas utrs prblemas pdem influenciar, cm pr exempl, blquei d filtr secadr que prvca uma expansã d fluid antes de chegar a válvula Outrs acessóris Os utrs acessóris deverã ser esclhids em funçã da capacidade da instalaçã e d diâmetr das linhas - deverã ser definids s diâmetrs das linhas de vapr (linha de baixa pressã - sucçã) e de líquid (linha de alta - entrada d evapradr). O diâmetr destas linhas é funçã da perda de carga (queda de pressã) ns trechs rets de tubulaçã e também ns acessóris utilizads que prvcam perdas de carga lcalizadas. EXEMPLO PARA R22 Linha de sucçã extern em plegadas - tub de cbre capac evap. Diâmetr da linha de sucçã temperatura de sucçã () kcal/h ,5m 15m 3/8 3/8 3/8 1/2 1/2 3/8 3/8 3/8 1/2 5/8 4,5 22,5m 30m 3/8 3/8 1/2 1/2 5/8 3/8 1/2 1/2 5/8 5/8 45,5 m 3/8 1/2 1/2 5/8 7/8 60m 7,5m 15m 3/8 1/2 1/2 5/8 7/8 3/8 3/8 3/8 1/2 1/2 3/8 1/2 1/2 1/2 5/8-6,5 22,5 30m m 3/8 3/8 1/2 1/2 1/2 1/2 5/8 5/8 5/8 5/8 45,5 m 3/8 5/8 5/8 5/8 7/8 60m 3/8 5/8 5/8 5/8 7/8

34 /8 5/8 5/8 7/8 7/8 7/8 5/8 5/8 7/8 7/8 7/8 7/8 A definiçã d cmpriment equivalente das redes só é pssível após a cnclusã d lay-ut da instalaçã dispsiçã ds equipaments, para efeit de estud, n entant, adtarems um cmpriment equivalente para a sucçã e para a linha de líquid que permitirá dimensinament das redes. O principal prblema advind de um mal dimensinament de rede é a queda de rendiment d sistema, cm dit na intrduçã da apstila manda a ba técnica que além de se bter fri deve-se manter a eficiência d sistema. Além d diâmetr crret da tubulaçã é necessári lembrar que traçad (dispsiçã) da rede também é imprtante para que se garanta retrn de óle a cmpressr. Este item nã fi abrdad nesta apstila.

35 35 XERÍIO 1

36 36 5- Fluxgrama de uma âmara Frigrífica 5.1- Funcinament d sistema O sistema pera cmandad pel termstat KP-61 que cntrla a temperatura interna da câmara, cm a utilizaçã de pump-dwn que é reclhiment autmátic d fluid refrigerante para tanque de líquid na parada d sistema. O que caracteriza sistema cm reclhiment é a presença da válvula slenóide (EVR). A válvula slenóide está cnectada em série cm termstat da câmara (KP-61). Esta slenóide é d tip nrmalmente fechada, u seja, quand desenergizada ela permanece fechada. Quand a temperatura da câmara cmeça a subir ultrapassand setpint regulad n termstat da câmara cntat d termstat fecha energizand a slenóide e frçand a sua abertura permitind a passagem de fluid refrigerante vind d tanque de líquid para a válvula de expansã, neste cas a linha de baixa é pressurizada (sucçã) permitind funcinament d cmpressr. Em cas cntrári, quand a temperatura cmeça a baixar excessivamente termstat irá abrir seu cntat e desenergizar a válvula slenóide que se fecha. m fechament da válvula slenóide fluid refrigerante é blquead, mas cmpressr cntinua perand fazend cm que a pressã de baixa d sistema diminua se aprximand d vácu. O pressstat de baixa entã desarma abrind um cntat e desligand cmpressr. Neste interval fluid refrigerante fi quase ttalmente reclhid para tanque de líquid.

37 37 Observe que pressstat KP-15 está cntinuamente mnitrand as pressões de alta e de baixa d cmpressr. Neste esquema cm pump-dwn (reclhiment) pressstat de baixa rearma autmaticamente, u seja, se a pressã de baixa estiver em níveis nrmais ela libera a entrada d cmpressr. Já pressstat de alta é d tip cm rearme manual, a princípi n cas de desarme d pressstat de alta técnic rearma manualmente este pressstat e liga nvamente sistema. Em cas de persistir desarme deverá ser verificad prblema que está prvcand aument excessiv da pressã de alta, pr exempl, queima d ventiladr d cndensadr u cndensadr blquead. O pressstat de óle só irá ser instalad ns sistemas que pssuem cmpressres cm lubrificaçã frçada, que sã s mdels geralmente encntrads ns sistemas cmerciais utilizads em supermercads. O filtr secadr (DML) e visr de líquid e indicadr de umidade (SGI) estã islads pr duas válvulas de blquei manual (GB), esta mntagem facilita a eventual trca de um destes cmpnentes, pr exempl, em uma trca de cmpressr. O trcadr de calr intermediári (HE) está cnectand a linha de sucçã (fria) cm a linha de líquid (quente) da mesma frma que crre n refrigeradr dméstic nde tub capilar passa pr dentr d tub de sucçã. Esta mntagem nã é muit cmum nas instalações de refrigeraçã, resultad é aument d superaqueciment d gás fri (sucçã d cmpressr) e aument d subresfriament d líquid quente que vai para a válvula de expansã. O bjetiv cm este tip de trcadr é garantir subresfriament d líquid e aumentar OP (eficiência d sistema). A válvula de expansã (TE) indicada n esquema anterir é d tip termstática cm equalizaçã externa, bserve que saem dis tubs capilares da válvula, um que está ligad a bulb sensr para mediçã da temperatura na saída d evapradr e utr para ligaçã da equalizaçã externa (tmada de pressã). O separadr de óle (OUB) é respnsável pr retirar óle que é arrastad n prcess de cmpressã e retrná-l para cárter d cmpressr. Ns sistemas que peram cm baixa temperatura us d separadr de óle é recmendável. Esquema da unidade cndensadra e evapradr de ar frçad cm quadr elétric

38 38 Legenda: 1- filtr secadr, 2- visr de líquid e indicadr de umidade, 3 - válvula de expansã termstática, 4- válvula slenóide (Fnte: Macquay)

39 mpnentes de uma câmara A seguir: Dê s nmes e infrme a funçã de cada cmpnente.

40 40 Figura 5.1- Esquema Danfss de um sistema cmercial cm câmaras cm temperaturas de evapraçã diferenciadas (+8, +5 e +0 )

41 Funcinament d Sistema cm várias câmaras D distribuidr de líquid partem as tubulações que irã distribuir refrigerante para s diverss evapradres. Na entrada de cada evapradr está instalada uma válvula slenóide que é cntrlada pel termstat da respectiva câmara. Quand a temperatura na câmara já atingiu limite inferir regulad, a válvula slenóide é fechada. Observe que devid a existência de temperaturas de evapraçã diferentes para cada câmara existe a necessidade de se instalar uma válvula redutra de pressã (KVP) para cada evapradr, send a pressã de retrn regulada para a menr temperatura de evapraçã das câmaras (menr pressã de retrn), n cas a câmara que pera a 0. O gás refrigerante retrna para a sucçã d cmpressr através d cletr de sucçã, cada tubulaçã tem uma válvula de blquei individual que permite islament da linha em cas de necessidade de manutençã de alguma câmara. Ns esquemas mais atuais as câmaras sã separadas nrmalmente em cngelads e resfriads cm dis cletres de sucçã, um para resfriads e utr para cngelads e apenas um distribuidr de líquid. Num sistema de supermercads cm váris cmpressres existe a necessidade de se cntrlar a capacidade de refrigeraçã de acrd cm a carga térmica slicitada em cada mment. Este cntrle é realizad pr um cntrladr autmátic (LP cntrladr lógic prgramável) que mnitra a pressã de evapraçã d sistema. A queda na pressã de evapraçã indica que existem mais cmpressres em funcinament d que necessári send entã desligads s cmpressres sucessivamente até a regularizaçã da pressã de evapraçã. Em cas cntrári quand crre aument da pressã de evapraçã existe a necessidade de se aumentar a ptência frigrífica (númer de cmpressres ligads). REFERÊNIAS BIBLIOGRÁFIAS AMERIAN SOIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR- ONDITIONING ENGINEERS. ASHRAE Fundamentals Handbk (SI). Atlanta: American Sciety f Heating, Refrigerating and Air-nditining Engineers. Inc.,1997, hapter 08. INROPERA, F. P. e DEWITT, D. P. Fundaments da Transferência de alr e Massa, Livrs Técnics e ientífics, Editra SA, 4ª Ed., SILVA, J.G. Intrduçã à Termdinâmica, Apstila, ETFS-UnED/SJ, STOEKER, W.F. e JONES, J.W., Refrigeraçã e Ar ndicinad, Mc GrawHill d Brasil, Sã Paul, WYLEN, G.J.V. Fundaments da Termdinâmica lássica, Traduçã da 4ª ediçã americana, Ed. Edgard Blücher Ltda, 1995.

42 42 VILAIN, R. Prjets de âmaras Frigríficas de Pequen Prte, Apstila, EFET/S, ANEXOS TABELAS PARA ESTIMATIVA DE ARGA TÉRMIA TAB. 1 Dads de algumas lcalidades (NB-10) idade TBS TBU Fplis 32 60% UR uritiba 30 23,5 Lndrina 31 23,5 P. Alegre 34 26,0 Sta. Maria Ri Grande 30 24,5 Peltas 32 25,5 axias d Sul 29 22,0 Blumenau 32 26,0 TAB. 2 Q/A (W/m2) LASSE DO ISOLAMENTO Excelente Bm Aceitável Regular Mal 9,3 11,6 14,0 17,4 > 17,4 TAB. 3. VALORES DE T ORIENTAÇÃO OR DA PAREDE ESURA MÉDIA LARA L/O NE / NO N FORRO 6 3, ,5 2 0, ,5

43 43 TAB. 4 VALORES DE (n) - númer de renvações d ar da câmara V câmara n (m3) Ti < 0 Ti > ,6 16,9 13,5 10,2 8,0 6,7 25,3 21,2 16,7 12,8 10,1 8, ,4 7,0 TAB. 5 alr de cupaçã - pessas dentr da câmara Temperatura interna da câmara [] calr dissipad [kcal/h] TAB. 6 Q mtres alr dissipad [kcal para 24 h] Vlum e [m 3]

44 44 TAB. 7 MÉTODO ALTERNATIVO - ÁLULO DA ARGA TÉRMIA DE INFILTRAÇÃO TABELA 7a- Quilcalrias pr m3 remvid n resfriament d ar para as cndições de cndicinament (Ti > 0) Temperatura d ar entrand () Temp interna UR % TABELA 7b - Quilcalrias pr m3 remvid n resfriament d ar para as cndições de cndicinament (Ti < 0) Temperatura d ar entrand () Temp interna UR % Tabela 8 - Dads para armazenagem - dads cmplets para dis prduts cndições de estcagem percentagem de água em pes temperatura de cngelament [] calr calr especific especific antes d após cngelamen cngela-t ment [kcal/kg] [kcal/kg] PRODUTOS temperatura [] umidade relativa % temp de estcagem chpp -barril 2a a8 semanas 90,2-2,2 0,92 srvete -29 a a 12 meses 58 a 68-6,0 0,66-0, calr latente [kcal/kg] 72 0,37 a 0,39 48

45 45 TAB. 9 VALORES PRÁTIOS PARA ÁLULO DE ARGA TÉRMIA PARA ÂMARAS FRIGORÍFIAS (fnte: catálg de prduts McQuay) ARNES TEMP. DE ENTRADA DO PRODUTO () TEMP. INTERNA DA ÂMARA () ESPESSURA DO ISOLANTE (pl) calr específic (kcal/kg ) Mvimentaçã diária em kg/m2 de área de pis calr de respiraçã (kcal/tn.)em 24h LATIÍ VERDURAS INIOS ONGELADOS OVOS FRUTAS LIXO PEIXES FRANGO OM GELO [EPS] 4 [EPS] 4 [EPS] 6 [PUR] 4 [EPS] 4 [EPS] 4 [EPS] 4 [EPS] 4 [EPS] 0,77 0,85 0,92 0,41 0,73 0,92 0,80 0,76 0, Tabela 10- Dads para armazenament de prduts Estcagem manual Mercadria Acndicinament Dimensões Embalagem Pes brut [kg] arne ngelada ¼ bi ½ carne de prc s/ ss em caixa caixa de madeira pes liq. 25 kg blc trnc cônic líquid 10 kg barrica caixa c/ 60 64x36x19 27,3 35x38x35 Manteiga Queij vs inteirs Ovs ngelads Frutas refrigeradas Estcagem c/ Empilhadeira Densidade de estcagem [kg/m3] a 29 Densidade de estcagem [kg/m3] /550 Altura máxima [m] diam 28x28 diam 43x57 10,3 5, x36x caixa de 360 em latas de 20 kg. 70x34x40 25x25x em envelpe de papelã pêssegs maçãs em caixas maçãs em caixas laranjas em caixas em caixas standard 52x35x32 28, / x34x8 57x34x22 57x38x29 66x31x , / x35x22 10 a / /4 510/

46 46 Tabela 11- ESPESSURAS DE ISOLAMENTO TÉRMIO - ÂMARAS FRIAS PRODUTOS TEMPERATURA DE ONSERVAÇÃO O UMIDADE RELATIVA TEMPO MÁX. DIAS 0-18 / / / FRUTAS ABAAXI MADURO ABAAXI VERDE BANANA ASTANHA FIGO LARANJA LIMÃO MAÇÃ MELANIA PERA TANGERINA UVAS LEGUMES - VERDURAS ALFAE E ENOURA ASPARGO BATATA BATATA DOE BETERRABA OGUMELO OUVE-FLOR PEPINO REPOLHO TOMATE MADURO TOMATE VERDE PEIXES PEIXE FRESO PEIXE ONGELADO 0-16 / LATIÍNIOS LEITE OALHADA QUEIJO MANTEIGA MANTEIGA / ARNES ARNE ARNE GONGELADA FRANGO FRANGO ONGELADO MIUDOS PRESUNTO E VITELA PRESUNTO GONGELADO PRESUNTO SALGADO SALSIHA SALSIHA DEFUMADA TOUINHO RU FONTE: OFIINA DO FRIO - MAIO/JUNHO ESPESSURA DE ISOLAM. POLIURETANO mm ESPESSURA DE ISOLAMENTO POLIESTIRENO mm

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