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Fonte: https://www.sj.cefetsc.edu.br/wiki/index.php/PERGUNTAS_E_RESPOSTAS
Autor:
Prof. Jesué G. Silva - CEFET-SC
R. Calor é uma forma de energia transferindo-se de um corpo para outro. A quantidade de calor depende da quantidade e do tipo do corpo em questão. Neste fato se baseia a ciência da refrigeração. A unidade empregada para medir a quantidade de calor é a caloria, ou seja, a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água de um grau centígrado, à pressão atmosférica normal; ou seu múltiplo, a quilocaloria (símbolos cal e kcal, respectivamente).
No Sistema Internacional de Unidades, emprega-se a unidade joules para avaliar-se as trocas de energia térmica. Nos países de língua inglesa, a unidade adotada é “British Thermal Unit”, mais conhecida pela sua abreviação Btu.
A Btu é a quantidade de energia calorífica necessária para elevar a temperatura de uma libra de água de um grau Fahrenheit. Inversamente, se a temperatura de uma libra de água é reduzida de um grau Fahrenheit, uma BTU de energia calorífica foi retirada. Pelas definições acima, o valor exato de uma quilocaloria ou um BTU depende da temperatura inicial da água.
Animação sobre trocas de calor
R. Existem muitas definições de refrigeração: (1) o desenvolvimento num determinado espaço de uma temperatura mais baixa que a existente em outro espaço, ou espaço adjacente, (2) o processo de resfriamento ou retirada de calor ou (3) o processo pelo qual se produz “frio”. Na realidade, refrigeração é tudo isso, mas, especialmente, ela é (4) o processo de retirar calor de um espaço ou corpo para reduzir sua temperatura e transferir esse calor para um outro espaço ou corpo
R. Como você relaciona a temperatura de orvalho com a pressão de saturação?: É a temperatura na qual o vapor d'água da atmosfera começa a condensar. Para obtê-la basta marcar as condições do ar numa carta psicrométrica e traçar uma linha horizontal para a esquerda até cruzar com a linha de saturação. Esta temperatura corresponde à temperatura de saturação da água à pressão parcial do vapor na mistura (ar seco e vapor de água).
R. Em quase todas as áreas o condicionamento de ar esta presente seja para conforto térmico, alimentação, Telefonia (centrais Telefônicas) redes de computadores, Hospitais e Laboratórios. Para todos estes citados e muitos outros e essencial a presença de um condicionador de ar seja conforto, conservação ou funcionamento das maquinas.
R. psicrometria é o estudo das misturas de ar e de vapor de água. Em ar condicionado o ar não é seco, mas sim uma mistura de ar e de vapor d'água, resultando daí a importância da psicrometria. Em alguns processos a água é removida do ar, enquanto em outros é adicionada. A carta psicrométrica constitui uma das ferramentas mais úteis que existem para auxiliar o técnico em refrigeração e ar condicionado no estudo da climatização. A umidade relativa (?) expressa em percentagem, é a relação entre a pressão parcial do vapor de água real pela pressão de saturação à mesma temperatura. Já a Umidade Absoluta: é a relação entre a massa de vapor de água e a massa de ar seco. É expressa em kg de vapor por kg de ar seco.
R. O dispositivo de expansão tem o papel de regular a passagem do fluxo de refrigerante no evaporador e conseqüentemente a quantidade de vapor a ser succionado pelo compressor. Além disso, o dispositivo de expansão garante a redução de pressão do fluido que sai do condensador e entra no evaporador e ainda, através de um bulbo sensor é mantido um superaquecimento constante à saída do evaporador. Isto é conseguido deixando-se passar mais ou menos (automaticamente) refrigerante para o evaporador. As válvulas de expansão podem ser com equalização externa ( a pressão na parte superior do diafragma é a de saída do evaporador) e com equalização interna, isto é, a pressão na parte inferior do diafragma é a pressão de entrada do evaporador.
R. Na carta psicrométrica, marcar o ponto referente à temperatura do ar externo e traçando uma linha horizontal da direita para a esquerda, verificar o ponto em que há cruzamento com a linha de saturação. Neste ponto, situa-se a temperatura de orvalho do ar externo, ou seja, se a temperatura do mesmo é resfriada abaixo deste valor, haverá condensação de parte da sua umidade dissolvida. Neste exemplo a temperatura de orvalho é de 19,2ºC e a temperatura da face externa do duto é próxima de 15ºC, o que faz com que a condensação da umidade seja inevitável. A solução deste problema geralmente é conseguida através de um adequado isolamento do duto.
R. Sabe-se que a massa de ar na sala é obtida a partir do volume da sala multiplicado pela densidade média do ar (o que fornece 360 kg de ar seco). A umidade absoluta para esta condição é obtida numa carta psicrométrica, resultando em 0,0215 kg de vapor d´água por kg de ar seco. Desta forma, aplicando-se uma regra de três simples, obtém-se que a massa de vapor d´água dissolvida neste volume de ar é de 7,75g.
R: Como é sabido, o diâmetro interno do tubo capilar é extremamente reduzido. Isso faz com que o fluido, ao atravessá-lo, sofra uma grande perda de carga devido ao atrito e à aceleração do fluido, resultando em evaporação de parte do refrigerante devido à expansão (redução de pressão).
R: No ponto de equilíbrio, o compressor bombeia exatamente a mesma quantidade de refrigerante com que o tubo capilar alimenta o evaporador. Este equilíbrio poderá ser atingido através de várias combinações entre o diâmetro e o comprimento do capilar.
R: Porque este dispositivo não é capaz de oferecer um controle eficiente quando o sistema é sujeito a grandes variações da carga térmica. O tubo capilar funciona bem apenas em sistemas sujeitos a pequenas variações de carga e de temperatura de evaporação, como é o caso dos sistemas de pequeno porte (refrigeradores, freezers, etc.).
R: Quando o sistema de refrigeração que usa tubo capilar é desligado, a pressão em todo o sistema tende a equalizar, pois o tubo capilar não bloqueia a passagem do fluido refrigerante entre o condensador (lado de alta pressão) e o evaporador (lado de baixa pressão). Isso faz com que, ao ser religado o sistema, o compressor enfrente uma condição de pressão praticamente idêntica entre sucção e descarga. Isto exige do compressor um baixo torque de partida e, consequentemente, motores elétricos menos potentes, menores, mais leves e econômicos. Já a VET não permite a equalização do sistema, o que exige um alto torque de partida do compressor.
R: Dentro do evaporador há uma inundação de fluido refrigerante e na saída, o compressor bombeia vapor úmido comprometendo assim a instalação.
R: Desejamos para um bom funcionamento do nosso ciclo de refrigeração que o compressor trabalhe sempre com vapor seco na sua sucção. Muito vezes devido a variação de carga térmica, este fato não prejudica o compressor. Assim, para segurança devemos controlar o superaquecimento do refrigerante à saída do evaporador. Esta válvula é regulada por uma mola, para nos dar um certo *T de superaquecimento. Se este *T aumenta a válvula vai abrir um pouco para aumentar o fluxo de massa para o evaporador pois era sinal que estava pouco a quantidade de refrigerante.
R: Para se resfriar o refrigerante a ar, o fluido deve estar acima da temperatura ambiente o que exigirá uma elevada pressão e consequentemente exigirá uma maior taxa de compressão por parte do compressor. Estamos gastando mais potência fazendo com que o COP diminua.
R: Em virtude da perda de carga na válvula de admissão a massa de vapor bombeada pelo compressor tende a diminuir. Isto ocorre porque a pressão de admissão dentro do cilindro é menor que a pressão na linha de sucção (devido a perda de carga na válvula de admissão) ocasionando um aumento do volume específico do vapor dentro do cilindro diminuindo a quantidade de massa que entra consequentemente.
R: O refrigerante mistura-se com o óleo lubrificante aumentando o volume da mistura (óleo / refrig.) no cárter. Esta mistura é pobre em lubrificação. Quando os mancais começam a sofrer o atrito do virabrequim os mesmos aquecem (evaporando o refrigerante) podendo ser danificados. Recomenda-se para evitar este tipo de problema colocar uma válvula solenóide na linha de líquido e uma resistência no cárter. Desta maneira o líquido não migrará e se migrar o calor da resistência o evapora antes de começarem a causar danos.
R: Durante a fase de expulsão do vapor comprimido uma certa porção de refrigerante não consegue ser expulsa seja porque o pistão atinge seu PMS, seja por não haver mais diferencial de pressão entre a câmara e a rede de saída. Esta quantidade que fica a alta pressão no compressor ocupa um volume chamado espaço nocivo e devemos gastar energia para que possamos expandi-lo e permitir pressão um pouco inferior ao da rede para permitir a sucção. Em geral esse valor situa-se em 5%.
R: Um compressor hermético é usado nas pequenas instalações de ar condicionado e refrigeradores domésticos. Sua principal característica é que o motor encontra-se junto com o compressor numa carcaça onde não há espaço para manutenção. O óleo fica em contato com o refrigerante e circula por todo o sistema. Já no aberto o motor e o compressor ficam separados e ligados por um eixo. É lógico que a manutenção fica facilitada.
R: Um compressor de deslocamento positivo é aquele que o aumento e pressão se dá por redução do volume. Já nos centrífugos, o gás é acelerado ao passar pelas pás de um rotor e sua velocidade é convertida em pressão.São exemplos de compressores de deslocamento positivo: alternativos, rotativos, engrenagens e palhetas.
R. Antes do advento da refrigeração mecânica, a água era mantida fria, sendo guardada em jarros de barro semi-porosos, de modo que a água escapava por infiltração através das paredes e se evaporava. A evaporação dissipava calor e resfriava a água. Este sistema era usado pelos egípcios e pelos índios do sudoeste norte-americano. Muitas vezes, o gelo natural dos lagos e rios era cortado durante o inverno e guardado em cavernas ou poços revestidos de palha e, mais tarde, em prédios isolados com serragem, para ser retirado na medida das necessidades. Os romanos transportavam neve dos Alpes até Roma, em tropas de carga, para refrigerar as bebidas dos imperadores. Embora estes métodos de resfriamento empregassem fenômenos naturais, eles eram usados para manter a temperatura baixa em um espaço, podendo, portanto, ser chamados de refrigeração.
R. O calor sempre é transferido de uma substância mais quente para outra mais fria, ou seja, dos produtos guardados na geladeira para o gelo. Absorvendo esta energia térmica, o gelo se derrete, transformando-se em água. A água flui por gravidade, levando consigo o calor latente de fusão. Cada quilograma de gelo que se derrete absorve 80 quilocalorias (cada libra de gelo que se derrete absorve 144 Btu).
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