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Uma das primeiras coisas que todo aluno de HVAC/R aprende é que unidades de ar condicionado não criam ar frio. O que eles realmente fazem é remover o calor de uma determinada área.
Todos os sistemas de refrigeração funcionam transferindo o calor, movendo-o de uma área designada para outro lugar, resfriando assim aquela área designada e revertendo o fluxo natural de calor com a aplicação de energia. Como isto acontece, entretanto, varia entre os quatro diferentes tipos de sistemas de refrigeração.
Quais são os diferentes tipos de sistemas de refrigeração?
Embora os quatro tipos de sistemas de refrigeração tenham muitas semelhanças, eles têm o mesmo número de diferenças. Para ajudá-lo a ficar à frente da curva, nós dividimos cada um deles em alguns resumos abaixo.
Sistemas de Refrigeração Mecânico-Compressão
O método de ciclo de refrigeração mais amplamente utilizado é a compressão mecânica. Ele tem aplicações tanto em ar condicionado quanto em refrigeração comercial e industrial.
Como o nome sugere, estes tipos de sistemas transferem calor comprimindo mecanicamente o refrigerante em um líquido frio de baixa pressão e expandindo-o em um gás quente de alta pressão. Refrigerantes são substâncias que podem ferver a uma ampla faixa de temperaturas com a aplicação ou remoção de pressão.
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Como todos os líquidos, eles absorvem calor quando fervem num gás e libertam-no quando condensam de volta num líquido.
O básico do processo trata de mover o refrigerante do lado de baixa pressão do sistema fechado para o lado de alta pressão. O líquido refrigerante ferve a 40°F no lado de baixa pressão e absorve o calor do ar quente interno.
No lado de alta pressão do sistema, o calor viaja do vapor refrigerante de 110°F para o ar externo do refrigerador, e o processo se repete.
Absorção Refrigeração
O calor também é transferido em sistemas de refrigeração por absorção através da compressão e expansão do refrigerante.
Estes sistemas dependem do processo de absorção e calor, ao invés de um compressor mecânico movido eletricamente, para mover o refrigerante do lado de baixa pressão para o lado de alta pressão. Ao contrário dos sistemas de refrigeração por compressão mecânica, que normalmente utilizam R-22 e R-410A para refrigerantes, os sistemas de refrigeração por absorção utilizam refrigerantes para os quais outras substâncias são atraídas e absorvidas.
Por exemplo, os resfriadores HVAC residenciais freqüentemente utilizam amônia como refrigerante e água como absorvente. A água está localizada em um componente chamado absorvedor, onde aspira a amônia do lado de baixa pressão do sistema e remove o calor enquanto a absorve. Uma bomba envia a solução de água-amônia para um gerador, que a ferve, separando a amônia da água antes de enviá-la para o lado de alta pressão.
Além do processo de absorção, o calor também é utilizado para mover o refrigerante por todo o sistema. O calor pode derivar de água quente, vapor, gás natural ou outras fontes de combustível.
Evaporative Cooling
Embora os sistemas de refrigeração de compressão mecânica e absorção discutidos acima, a refrigeração evaporativa não utiliza o ciclo de refrigeração tradicional. Ao invés disso, essas unidades, freqüentemente chamadas de refrigeradores de pântano, resfriam o ar externo mais quente soprando-o sobre almofadas embebidas em água ao entrar na casa.
A água absorve o calor do ar e evapora. O ar mais frio é canalizado para dentro de casa e o ar quente para fora dela.
Os refrigeradores evaporativos podem reduzir a temperatura do ar em 15° a 40°F, mas são mais adequados para climas secos, como os do sudoeste dos EUA. Eles também são menos caros para instalar e utilizar cerca de um quarto da energia dos condicionadores de ar centrais.
Refrigeração termelétrica
Os sistemas de refrigeração termelétrica são únicos dos três outros tipos de refrigeração em que nenhum refrigerante ou água é utilizado. Estes sistemas utilizam uma corrente elétrica e um termopar.
Um termopar é composto de dois fios metálicos diferentes que são unidos em ambas as extremidades. O isolamento separa o resto dos fios um do outro. Quando a corrente é direcionada no termopar, uma extremidade se torna quente e a outra fria.
Reversar a direção da corrente tem o efeito de trocar as junções fria e quente. A extremidade quente será normalmente colocada fora da área a ser resfriada com um dissipador de calor preso a ela para mantê-la na mesma temperatura do ar ao redor.
O lado frio, que está abaixo da temperatura ambiente, é colocado na área a ser resfriada, atraindo calor para fora do ar.
Este tipo de refrigeração é geralmente utilizado para pequenas cargas de resfriamento que podem ser de difícil acesso, como sistemas eletrônicos.
Wide World of Refrigeration
Refrigeração é apenas uma parte de toda uma indústria construída em torno de manter o ar interior confortável e saudável chamada aquecimento, ar condicionado, ventilação e refrigeração (HVAC/R).
Um universo inteiro de ciência existe por trás das formas como a refrigeração opera para manter o mundo mais frio. Saiba mais fatos sobre como funciona a refrigeração.