Outros campos de aplicação onde é necessária a utilização de sistemas de refrigeração são o aeroespacial, a supercondutividade ou a criogenia. De seguida, de forma esquemática, a Inditer explica neste post como funciona o ciclo de refrigeração industrial.
A refrigeração industrial | Inditer
A refrigeração industrial é um dos grandes alicerces da nossa sociedade. Através da produção de frio, ou seja, graças ao processo que consiste em baixar ou manter a temperatura de um produto ou espaço, é possível o transporte e a conservação de produtos perecíveis, bem como uma enorme quantidade de processos industriais fundamentais para o nosso dia a dia.
Na Inditer trabalhamos diariamente em componentes principais dentro do ciclo de refrigeração, graças ao seu fabrico, numa vasta gama de produtos, de modo a ajustar-se sempre às necessidades do cliente. Entre estes produtos encontram-se o Evaporador, Condensador e Gas cooler, situando-nos na vanguarda da tecnologia com o objetivo de melhorar o rendimento e, com isso, a eficiência das instalações industriais de refrigeração.
Onde podemos encontrar estes sistemas de refrigeração industrial?
A Refrigeração Industrial está presente em diferentes campos de aplicação:
- Indústria alimentar: Tarefas de conservação de alimentos, maturação de produtos (frutas), processamento de alimentos pré-cozinhados, indústrias cárnicas, laticínios… É de salientar que atualmente se estima que 70 % dos alimentos sejam arrefecidos ou congelados, o que nos dá a dimensão da importância do frio industrial na nossa vida quotidiana.
- Transporte e distribuição de alimentos: É fundamental não quebrar a cadeia de frio para preservar as características dos produtos refrigerados.
- Medicina e saúde: É de vital importância em muitos processos de saúde. A título de exemplo, a preservação das vacinas entre 2 ºC e 8 ºC é necessária para uma correta utilização das mesmas.
- Indústria Química: Neste setor, são habitualmente necessários gases sob pressão a temperaturas especiais no fabrico de orgânicos, inorgânicos, pigmentos, plásticos, fibras e produtos químicos. Na indústria do petróleo, o frio também é utilizado nos sistemas de controlo de pressão do vapor ou para alterar relações de solubilidade.
- Geração de energia: Por vezes, a geração de energia elétrica é feita através de equipamentos de combustão interna para os quais são necessários sistemas de refrigeração específicos.
- Outros campos de aplicação onde é necessária a utilização de sistemas de refrigeração são o aeroespacial, a supercondutividade ou a criogenia.
De seguida, de forma esquemática, a Inditer explica neste post como funciona o ciclo de refrigeração industrial.
O que é o ciclo de refrigeração industrial?
O ciclo de refrigeração consiste, graças a um conjunto de elementos, em absorver calor do meio que desejamos que seja refrigerado e transferir este calor posteriormente para o ambiente através da circulação de um fluido refrigerante, gerado mediante um trabalho. Este fluido refrigerante possui determinadas características em função do selecionado, o que lhe confere qualidades mais ou menos vantajosas ao transmitir energia em determinadas condições de pressão e temperatura. É importante estar consciente das suas limitações, bem como da sua influência no meio que nos rodeia, cumprindo sempre o Real Decreto 552/2019, “Regulamento de segurança para instalações frigoríficas e respetivas instruções técnicas complementares”
Os componentes do ciclo de refrigeração básico, explicados na secção seguinte, referem-se a equipamentos por compressão (> 99 % na atualidade, devido ao rendimento e gama de aplicação); o 1 % restante consistiria em equipamentos por absorção, geralmente água – brometo de lítio, ou ar.
Componentes do ciclo de refrigeração industrial
Os elementos básicos do ciclo de refrigeração são os seguintes:
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O compressor
A sua função é comprimir os gases provenientes do evaporador, elevando assim a sua pressão e, consequentemente, a sua temperatura. À saída do compressor, estaremos a uma pressão elevada e com uma temperatura acima do foco quente, estando, portanto, em condições de entrar no condensador. O trabalho realizado pelo compressor penalizará o consumo de energia, sendo o seu dimensionamento e controlo um parâmetro fundamental para o rendimento total da instalação.
Existem diferentes tipos de compressores, sendo os mais comuns em refrigeração os compressores de deslocamento positivo, em particular os alternativos para baixas-médias potências e os de parafuso para médias-altas potências.
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O condensador
É o elemento encarregue de dissipar a potência calorífica absorvida no evaporador e a potência de compressão do compressor. Existem diferentes tipos de condensadores, destacando-se:
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- Torres de arrefecimento (sistemas abertos e fechados)
- Condensador evaporativo
- Aerocondensador seco
- Gas Cooler, no caso do CO2 como refrigerante, em regime transcrítico
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A válvula de expansão
A sua função é gerar uma queda de pressão entre o condensador e o evaporador. À válvula de expansão apenas pode chegar líquido, pelo que é habitual encontrar um recipiente de líquido à saída do condensador para garantir que não existe presença de gás na entrada da referida válvula.
Atualmente, as válvulas de expansão mais comuns em refrigeração comercial e industrial são as termostáticas e eletrónicas; com elas, somos capazes de controlar o caudal de refrigerante que chegará ao evaporador e, portanto, o controlo das condições do nosso sistema. Este controlo, no caso da expansão seca, recai nas sondas de temperatura e pressão que regulam o sobreaquecimento à saída do evaporador, evitando assim a perigosa entrada de líquido na aspiração do compressor.
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O evaporador
É o elemento encarregue de absorver a energia térmica do meio a arrefecer, aproveitando a mudança de estado (de líquido a gás), calor latente. Habitualmente são permutadores de tubo e alheta com ventilação forçada. Existem inúmeras estruturas em função da sua aplicação, sendo as mais comuns:
- Evaporador cúbico
- Evaporador de duplo fluxo ou plafon
- Evaporador de baixo perfil
- Evaporador mural
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Elementos auxiliares
Importa salientar que, para além destes elementos básicos que aparecem sempre em qualquer sistema de refrigeração por compressão, podemos encontrar inúmeros elementos auxiliares, sendo alguns deles:
Válvulas de fecho, corte e antirretorno, filtros desidratadores, visor, recipientes de líquido, separadores de óleo, sifões, recipientes de líquido, ejetores, etc.
Funcionamento do ciclo de refrigeração industrial
De forma muito sintetizada, o funcionamento do ciclo de refrigeração industrial é o seguinte:
O fluido refrigerante é aspirado pelo compressor até à pressão de condensação; neste processo, aumenta a sua pressão e, com ela, a sua temperatura acima das condições ambientais. Para que este processo seja viável, é necessário um consumo elétrico que permita esta compressão mecânica.
Assim que o refrigerante se encontra na pressão de alta, passa para o condensador. É necessária uma diferença de temperatura entre o foco quente e a temperatura de evaporação. Em função desta diferença, bem como dos materiais do permutador, teremos um equipamento de um ou outro tamanho. No condensador, o fluido passa do estado gasoso ao estado líquido, dissipando este calor para o exterior.
Este líquido a alta pressão que sai do condensador entra na válvula de expansão, que é a encarregue, além do controlo de caudal no sistema, de reduzir a pressão do refrigerante através de um estrangulamento até à pressão de evaporação, também chamada pressão de baixa.
No evaporador, absorve-se o calor do meio a arrefecer aproveitando o calor latente existente na mudança de fase, neste caso de líquido para gás. É necessário, do mesmo modo que no condensador, um salto térmico entre o foco frio e a temperatura de evaporação para que exista transferência de calor.
Assim que o refrigerante sai, em estado gasoso, do evaporador, voltamos a entrar no compressor, reiniciando o ciclo.
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