Diversas indústrias dependem da refrigeração industrial para as suas etapas de fabricação, inclusive devido ao fato do seu grande potencial quanto ao armazenamento e preservação de produtos.
Desse modo, todas as formas de refrigeração se fazem importantes para os diversos segmentos industriais, visto as suas diferentes formas de contribuição e ao respectivo impacto destinado ao processo.
Neste contexto, nos compete apresentar-lhes um conteúdo que tem tudo a ver com o assunto e pode ser útil tanto para o seu conhecimento presente quanto para o seu seu futuro projeto de refrigeração.
Em outras palavras, apresentaremos a Refrigeração por Absorção de Vapor, que é um meio de refrigeração que se diferencia da Refrigeração por Compressão, o qual é o processo de refrigeração mais comumente mencionado e também mais conhecido.
Conteúdos
Qual a importância da refrigeração
É sempre importante acentuar que os processos industriais não bastam apenas àqueles de fabricação, os quais são conhecidos pela montagem de equipamentos ou pela transformação de matéria prima em um produto acabado.
O armazenamento e a preservação do produto, por exemplo, também estão inclusos nos processos industriais, até porque a entrega do bem produzido em bons estados de integridade e qualidade também fazem parte do processo.
A refrigeração industrial, portanto, não desempenha um papel importante somente durante as etapas de teste e de fabricação de produtos, mas também no armazenamento e na preservação de produtos, desde a sua permanência na indústria até a sua entrega.
E, é claro, tudo isso é possível devido à sua função de retirar calor do ambiente, por meio do sistema de refrigeração.
Além disso, por mais que o conceito da refrigeração aplicada para o armazenamento e a preservação de produtos se baseie apenas em alimentos e produtos farmacêuticos, é preciso ter em mente que esse processo é utilizado também para:
- Produtos químicos sensíveis: para evitar reações químicas consequentes do aumento de temperatura;
- Produtos biológicos: como amostras de sangue, órgãos para transplante, material genético, entre outros;
- Produtos químicos inflamáveis: para evitar a volatilização e reações provenientes de média ou alta temperatura;
- Entre outros.
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Conheça a refrigeração por absorção de vapor
Como já dizemos, o processo de refrigeração por absorção de vapor é menos conhecido quando comparado com a refrigeração por compressão de vapor e, se temos diferenças, temos que explicá-las.
Basicamente, no processo de refrigeração por compressão de vapor a energia de insumo é proveniente do trabalho mecânico, enquanto no processo de refrigeração por absorção, utilizamos o rejeito térmico.
Difícil entender com tão pouca informação, não é mesmo? Então vamos com calma, através de um passo a passo.
Para o que serve refrigeração por absorção de vapor?
Para que o processo de refrigeração seja contínuo, é preciso retirar o fluido refrigerante, no estado de vapor, na mesma taxa pela qual o fluido é transformado.
E por que isso?
Pois bem, se é aplicado um fluido em um vaso que há vácuo, inicialmente, e que as paredes desse vaso são mantidas constantes, o líquido se evapora e, portanto, o seu calor latente de vaporização é extraído dos lados do vaso.
À medida que esse líquido evapora, a pressão interna do vaso sobe até que alcança a pressão de vapor de saturação para aquela temperatura.
Com isso, temos a evaporação sendo cessada, mas com um problema pertinente: a inserção de fluido refrigerante não faz com que as paredes do vaso não sofram o efeito de resfriamento, visto que o refrigerante permanece no estado líquido e se acumula no fundo do vaso.
Em outras palavras, quando temos diferentes concentrações em uma solução, temos diferentes pressões de equilíbrio à mesma temperatura e, caso a pressão seja equilibrada, a temperatura será desequilibrada.
Como remover esse fluido?
A remoção do fluido, no sistema de refrigeração por compressão de vapor, é feita ao conectar o evaporador ao lado de sucção da bomba.
No entanto, isso é possível também a outro vaso que contém uma substância capaz de absorver o vapor e, este é o método utilizado no sistema de refrigeração por absorção de vapor.
Neste último caso, os pares de fluidos de trabalho (refrigerante e absorvedor) mais utilizados, respectivamente, são:
- Água (H2O) e Brometo de Lítio (LiBr) para temperaturas moderadas;
- Amônia (NH3) e Água (H2O) para temperaturas bem mais baixas e sistemas de grande porte industriais.
Além disso, a substância utilizada para absorver o vapor é conhecida como “portadora” ou “absorvedora”.
Conheça o “Gerador”
Para que sejam obtidos ciclos fechados para o refrigerante e para o portador, é preciso ter a liberação do refrigerante absorvido numa pressão coerente para a sua liquefação posterior, no condensador.
Daí, vem o chamado “gerador”, o qual é o lugar em que o calor é fornecido à solução composta pelo refrigerante e pelo absorvedor, e o fluido refrigerante é concedido no estado de vapor.
Resumidamente, o gerador e o absorvedor irão substituir o compressor no ciclo de compressão de vapor.
Então, no conceito de ciclo fechado: para o ciclo de absorção, o vapor se liquefaz no condensador e é levado para o evaporador através da expansão, enquanto o líquido absorvente sai do gerador e retorna ao absorvedor para outro ciclo.
Entenda o princípio do Ciclo de Absorção
Para que expliquemos um caso geral, utilizaremos a água (absorvedor) e amônia (refrigerante) como a solução escolhida para o exemplo.
Como já dissemos, o controle de temperatura desse ciclo é executado através do controle da pressão de evaporação.
No ciclo de absorção do sistema de refrigeração, o gerador de vapor recebe a solução de amônia e água e a aquece, transformando-a em vapor.
Posteriormente, o fluido em forma de vapor vai para o condensador, onde é resfriado e volta para o estado líquido de alta pressão.
Assim, o líquido de amônia vai para a válvula de expansão, a qual faz com que a pressão e a temperatura caiam drasticamente, transformando o líquido em uma mistura de vapor e líquido em baixa pressão.
Nessas condições, a mistura de baixa pressão pode ir para o evaporador, onde absorve calor do ambiente que está necessitado de refrigeração e, essa troca de calor, faz com que o líquido de amônia evapore (ganhe calor) à medida que esse ambiente resfria.
Agora, o fluido, em forma de vapor (“vapor de amônia”), vai para o absorvedor, onde a solução de absorvente (neste caso, a água) cria uma solução concentrada de amônia no absorvente.
Por fim, o ciclo se fecha. A solução concentrada volta é bombeada novamente ao gerador, onde o calor é aplicado para separar a amônia do absorvente e reiniciar o ciclo. O absorvente é reciclado, enquanto o refrigerante é utilizado novamente no ciclo.
Conclusão: o maior inconveniente das máquinas de absorção é o seu consumo de energia, visto que é muito maior se comparado com os compressores de vapor (método de refrigeração convencional).
Apesar disso, essas máquinas têm a vantagem de utilizar energia térmica ao invés de energia elétrica (mais cara e mais nobre).
Devido a este fato, máquinas de absorção permitem também a recuperação de calor perdido em turbinas e outros tipos de instalações que utilizam o vapor d’água.
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