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Noções básicas de sistemas de refrigeração industrial – refrigerante amônia. Neste vídeo vamos analisar o básico do sistema de refrigeração industrial com foco em sistemas de refrigeração de amônia, vamos começar pelo básico e trabalhar para cima cobrindo alguns sistemas típicos para um único estágio, dois estágios, bem como sistemas em cascata para ajudá-lo a aprender o básico da refrigeração industrial.
Veja o tutorial do YouTube no final do artigo
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Onde encontramos sistemas de refrigeração industrial?
Aplicações de refrigeração industrial são tipicamente utilizadas em locais como armazenamento de alimentos frios, processamento de laticínios, produção de bebidas, pistas de gelo e indústria pesada, estes tipos de locais. Estes são sistemas de refrigeração em larga escala.
Temo-nos debruçado anteriormente sobre outros tipos de sistemas de refrigeração para edifícios comerciais, sistemas de co2 de supermercados, chillers e esquemas de água refrigerada. Verifique estes se ainda não o fez.
Por que usar amônia como refrigerante
Quero apenas tocar brevemente no motivo pelo qual usamos amônia como refrigerante
Amoníaco ocorre naturalmente no ambiente, está disponível em quantidades abundantes. Se compararmos isso com outros refrigerantes comuns como o R134a com um PAG de 1.430 e depois o R404A que tem um PAG de 3.922 você pode ver porque a amônia é muito benéfica para o uso.
A amônia também é barata para produzir e eficiente no uso de energia. ela tem a capacidade de absorver grandes quantidades de calor à medida que evapora. Esse é um aspecto realmente importante para um refrigerante ser de uso, também significa que os tubos e componentes podem ser mais finos e menores.
Amoníaco é tóxico, porém, e também pode ser inflamável em certas concentrações. A maioria dos refrigerantes é inodoro, mas o amoníaco emite um cheiro muito azedo, por isso é facilmente notado se ocorrer uma fuga. Se a amônia vazar ela reagirá com o carbono e a água no ar para formar bicarbonato de amônio, que é um composto lavado inofensivo.
Sistema de refrigeração industrial de amônia de estágio único
Sistema de refrigeração industrial de amônia de estágio único, este é o sistema de refrigeração industrial de amônia mais simples que um tipo de expansão direta, Então vamos começar aqui
Começamos com o compressor, este é o coração do sistema e é o que bombeia o refrigerante de amônia ao redor do sistema de refrigeração para fornecer o resfriamento. Ele puxa o refrigerante que coletou todo o calor indesejado do evaporador e o comprime em um volume muito menor para que toda a energia térmica seja muito compactada, tornando o refrigerante muito quente.
O refrigerante é sugado para dentro do compressor como um vapor de baixa pressão e ele sai como um vapor de alta pressão.
O vapor refrigerante de alta pressão sai do compressor e flui para o condensador
O condensador esfria o refrigerante puxando o calor indesejado para fora do refrigerante e descarrega o calor para o ar ambiente externo. Isto é normalmente feito passando o refrigerante quente pelo interior de alguns pequenos tubos e usando um ventilador para forçar o ar ambiente refrigerante através do exterior dos tubos para resfriá-lo e levar o calor para longe. Além disso, muitas vezes vamos encontrar uma pequena bomba pulverizando água sobre os tubos, parte disto evaporará e ajudará a levar mais calor para longe. O refrigerante é selado dentro da tubulação e não entra em contato com o ar ou a água, ele é sempre separado os dois nunca se encontram ou se misturam. Somente o calor do refrigerante passa através da parede do tubo e é levado pelo ar e pela água.
Quando o calor é removido, o refrigerante se condensa em um líquido. Assim, ele deixa o condensador como um refrigerante líquido de alta pressão e flui para o recipiente de líquido refrigerante.
O recipiente de líquido refrigerante é um recipiente de armazenamento para um reservatório de líquido refrigerante e retém qualquer excesso que não esteja em uso. Isto permite que ele mantenha uma pressão de cabeçote mínima e também funcione sob cargas de resfriamento variáveis, fornecendo um amortecedor. Provavelmente encontraremos uma linha entre o recipiente de líquido refrigerante e a entrada do condensador, isto é apenas para proporcionar equalização da pressão e permitir que o líquido refrigerante flua facilmente para fora do condensador e para dentro do recipiente de líquido.
O refrigerante então flui para a válvula de expansão que regula a pressão e a adição do líquido refrigerante ao circuito do evaporador.
Da válvula de expansão o refrigerante flui para o separador de líquido, o líquido flui para o fundo e é aspirado por um conjunto de bombas de refrigerante, estas bombas garantem a correta taxa de circulação através dos evaporadores à medida que a carga de refrigeração varia. O refrigerante é então empurrado para as válvulas de expansão dos evaporadores que regulam o fluxo de refrigerante na carga de refrigeração.
O refrigerante frio entra no evaporador e passa no interior de alguns tubos dentro do evaporador e um ventilador sopra o ar quente da sala através da parte externa destes tubos. O refrigerante frio absorve esse calor de forma que o ar deixa muito mais frio e assim proporciona o resfriamento do espaço. Quando o ar quente passa através dos tubos do evaporador, faz com que o amoníaco ferva e evapore como uma mistura de vapor de parte líquida. À medida que evapora, transporta o calor para longe. Tal como quando a água ferve numa frigideira, o vapor sobe da frigideira e leva o calor para longe. Novamente o refrigerante é selado dentro do tubo e nunca entra em contato ou se mistura com o ar, os dois são sempre separados.
O refrigerante deixa o evaporador como uma mistura líquido/vapor e se dirige de volta para o separador de líquido. O refrigerante que é líquido cai e repete o ciclo através do evaporador, e o refrigerante que é vapor, sobe e é sugado de volta para dentro do compressor para repetir todo o ciclo novamente. O refrigerante entra no compressor como um refrigerante de vapor de baixa pressão.
Sistema de refrigeração industrial de dois estágios de amônia
Esta é a próxima evolução do sistema de refrigeração industrial que é adequado para sistemas de refrigeração de baixa temperatura, proporcionando alta eficiência e baixas temperaturas de descarga do compressor.
Temos novamente o refrigerante fluindo no mesmo ciclo, mas temos alguns outros componentes e ciclos.
Neste tipo temos um tanque chamado resfriador intermediário que fica entre o receptor e a válvula de expansão. O fluxo principal do refrigerante passa por uma serpentina dentro do tanque, o refrigerante passa por este e para a válvula de expansão principal, assim como o sistema de estágio único, então continua seu fluxo através do separador, do evaporador e de volta para o separador. Outro fluxo de refrigerante sai da linha principal e é pulverizado para dentro do tanque através de uma válvula de expansão para produzir um efeito de resfriamento, uma vez que é pulverizado e evapora no tanque, resfria a serpentina submersa. Este sub-resfriador resfria o fluxo principal do refrigerante dentro da serpentina antes de fluir para a válvula de expansão principal.
O vapor refrigerante sendo aspirado para fora do separador ainda flui para um compressor, mas desta vez temos dois compressores, o refrigerante, portanto, flui para o compressor de estágio baixo ou booster para aumentar a pressão. Daqui ele flui e é liberado no resfriador intermediário que ajuda a condensar o refrigerante.
O vapor refrigerante é sugado para fora do resfriador intermediário e flui para o compressor de estágio alto, onde então ele retornará ao condensador para repetir o ciclo inteiro.
Sistema de refrigeração industrial de amônia em cascata
Cascade este é o mais avançado e estes sistemas podem se tornar muito complexos, é adequado para sistemas de refrigeração que requerem diferentes faixas de temperatura para suas cargas de refrigeração e também torna mais fácil e mais barato cumprir com os regulamentos de saúde, segurança e meio ambiente.
É um pouco assustador quando você olha para este sistema pela primeira vez, mas se você seguiu isto até o fim sem pular, então você deve ser capaz de seguir como ele funciona. Basta dar a si mesmo um momento para rastrear os tubos e ver onde tudo está fluindo.
Estes sistemas de refrigeração geralmente consistem em dois ou mais circuitos de refrigeração separados, muitas vezes utilizando refrigerantes diferentes para proporcionar um efeito de resfriamento.
Neste sistema temos dois compressores, exceto que ambos são refrigerantes circulantes ao redor de circuitos separados, um circuito de alta temperatura e um circuito de baixa temperatura. A conexão dos dois circuitos é um trocador de calor conhecido como condensador em cascata.
Este atua como um condensador para o circuito de alta temperatura e um evaporador para o circuito de baixa temperatura.
Os dois refrigerantes podem ser os mesmos ou podem ser diferentes e otimizados para cada circuito. Por exemplo, poderíamos usar amônia para o lado de alta temperatura e co2 para o lado de baixa temperatura.
Isso significaria menos amônia é usada e o sistema seria mais eficiente comparado a um sistema de dois estágios somente de amônia.