Quais as diferenças entre a refrigeração por compressão de vapor e por absorção de vapor

Sabe-se que a refrigeração é uma operação essencial de muitos processos industriais e comerciais, desde a conservação de alimentos e remédios até a climatização de ambientes.

No entanto, a engenharia propõe diferentes métodos de refrigeração industrial e, saber qual é o mais adequado para atender à sua necessidade industrial, é de extrema importância para prever os desafios operacionais e a eficiência do seu sistema de refrigeração.

Por este motivo, este texto traz como tema principal, a comparação entre duas tecnologias presentes no contexto da refrigeração industrial, as quais são a refrigeração por compressão de vapor e a refrigeração por absorção de vapor.

Afinal, quais são as diferenças entre esses dois sistemas? E qual deles é mais adequado para suas necessidades? Vamos explorar essas questões neste texto, portanto, fique aqui até o final.

Refrigeração por Compressão de Vapor

Antes de darmos início ao tópico comparativo entre as duas tecnologias de refrigeração já mencionadas, vamos partir do princípio: definindo-as.

Assim, a base obtida pelo conceito de ambas tecnologias pode ser inserida no contexto da escolha segundo a aplicação e os seus respectivos benefícios.

Começando pela refrigeração por compressão de vapor, pode-se dizer que esta é a tecnologia de refrigeração mais comum e amplamente utilizada.

Essa tecnologia opera através de um ciclo de compressão de vapor que envolve quatro componentes principais: o compressor, o condensador, a válvula de expansão e o evaporador.

Assim, segue abaixo a ordem de funcionamento desses componentes no sistema de refrigeração por compressão de vapor:

1. Compressor: O fluido refrigerante entra no compressor como vapor de baixa pressão e baixa temperatura. Após ser comprimido, este fluido tem a sua pressão e temperatura elevados;
2. Condensador: O vapor de alta pressão e alta temperatura passa pelo condensador, onde ganha as características de líquido resfriado e condensado em alta pressão;
3. Dispositivo de Expansão: O líquido de alta pressão que sai do condensador, passa pelo dispositivo de expansão (válvula ou capilar), onde sofre uma queda de pressão, resultando em uma mistura de líquido e vapor de baixa pressão;
4. Evaporador: Por fim, a mistura de baixa pressão entra no evaporador, onde o líquido evapora absorvendo calor do ambiente, proporcionando o efeito de resfriamento desejado. Além disso, como se trata de um ciclo de refrigeração, o vapor resultante retorna ao compressor, reiniciando este ciclo.

Refrigeração por Absorção de Vapor

A refrigeração por absorção de vapor, por sua vez, é menos conhecida, sendo mencionada na maioria das vezes em cursos técnicos e de engenharias.

No entanto, esse método oferece uma alternativa eficiente em certas aplicações, especialmente onde há disponibilidade de calor residual ou fontes de energia térmica. Vamos entender como funciona este sistema com mais detalhes?

Basicamente, o processo de refrigeração por absorção de vapor utiliza o rejeito térmico como fonte de energia, ao invés do trabalho mecânico.

Em específico, isso torna o processo mais complexo, mas com algumas vantagens específicas.

Contudo, para entendê-lo, assim como a refrigeração por compressão de vapor, devemos conhecer os seus componentes e as suas funções no sistema em questão.

1. Absorvedor: O sistema utiliza um absorvedor para remover o vapor do evaporador, ao invés de utilizar um compressor. Esse absorvedor contém uma substância que absorve o vapor do refrigerante. Os pares de trabalho mais comuns são água e brometo de lítio para temperaturas moderadas, e amônia e água para temperaturas mais baixas;
2. Gerador: A solução de refrigerante absorvido é aquecida no gerador, liberando o refrigerante na forma de vapor, o qual é, então, enviado ao condensador;
3. Condensador e válvula de expansão: O ciclo continua de maneira semelhante ao sistema de compressão de vapor, com o vapor condensando em líquido no condensador e passando pela válvula de expansão antes de entrar no evaporador.

Comparação entre os sistemas

Os sistemas de refrigeração por compressão de vapor e por absorção de vapor são distintos quanto ao funcionamento, conforme observado nas definições descritas acima.

Desse modo, torna-se interessante discorrer e comparar as suas diferenças, já que ambas podem ser encontradas na refrigeração industrial e, consequentemente, podem proporcionar benefícios diversos ao processo em si.

Para entender as suas principais diferenças através de um modo comparativo, basta ler o texto abaixo.

• Eficiência Energética

• Compressão de vapor: geralmente, é mais eficiente em termos de consumo de energia elétrica. O uso de compressores mecânicos é eficaz, mas requer energia elétrica para funcionar;
• Absorção de vapor: Pode ser mais eficiente em contextos onde há disponibilidade de calor residual ou fontes de energia térmica, reduzindo a necessidade de energia elétrica. Contudo, em termos gerais, tende a ser menos eficiente devido à maior complexidade do processo.

• Aplicações

• Compressão de vapor: Visado para aplicações onde a eficiência energética e a confiabilidade são cruciais, como em refrigeradores domésticos, ares condicionados comerciais e industriais;
• Absorção de vapor: Melhor para ambientes onde o calor residual está disponível, como em instalações industriais que produzem calor como subproduto. Além disso, essa tecnologia também é útil em locais onde a eletricidade é limitada ou cara.

• Custo de instalação e manutenção

• Compressão de vapor: Geralmente têm custos de instalação e manutenção mais baixos devido à simplicidade do sistema e à ampla disponibilidade de peças e técnicos qualificados;
• Absorção de vapor: Este pode ter custos iniciais mais altos e requer manutenção especializada. Em contrapartida, este pode oferecer economias em contextos específicos devido ao uso eficiente de calor residual.

Em suma, entende-se que a escolha entre a refrigeração por absorção de vapor e por compressão de vapor depende das necessidades específicas de cada aplicação.

A compressão de vapor, por exemplo, é mais comum e, geralmente, mais eficiente quanto a energia elétrica.

Já a absorção de vapor oferece vantagens em condições onde há calor residual disponível.

Portanto, é crucial avaliar as condições e recursos disponíveis para determinar qual é o sistema de refrigeração mais adequado à sua condição fabril.