- 02/04/2020
O ciclo de refrigeração, idealizado por Lord Kelvin no século XIX, também conhecido por desenvolver a escala Kelvin de temperatura absoluta, é um dos ciclos termodinâmicos definidos para modelar o funcionamento de máquinas frigoríficas e bombas de calor. Este, que é um dos sistemas mais utilizados do mundo e presentes em diversos equipamentos, possui um padrão de funcionamento muito peculiar no qual vamos explicar em seguida.
O Ciclo de Refrigeração
Composto basicamente por quatro importantes mecanismos, sendo eles, condensador, evaporador, compressor e válvula de expansão, este ciclo tem uma característica muito interessante em relação a um dos enunciados da 2° lei da termodinâmica.
O Teorema de Clausius ou Enunciado de Clausius, diz resumidamente, que é impossível, sem equipamento (adição de trabalho) você transferir calor de uma fonte fria para uma fonte quente (temperatura superior a fonte fria) conforme esquema:
Demonstração de como se dá a transferência de calor de forma natural
Indo de contra a Clausius, o ciclo realiza exatamente um fluxo totalmente ao contrario do natural, no qual conhecemos usualmente pelo funcionamento do ar condicionado, que retira calor do ambiente interno, através da evaporadora e transfere ao ambiente externo através da condensadora. Logo, nada seria possível se não fosse por três importantes elementos: compressor, válvula de expansão e fluido refrigerante, conforme apresento em abaixo:
Demonstração de funcionamento do ciclo de refrigeração
Equipamentos Fundamentais do Ciclo
Como já mencionado anteriormente, há elementos cruciais para funcionamento do sistema e irei explicar resumidamente a função e modo de operação de cada um deles.
- Evaporador: Responsável por retirar o calor do ambiente através da serpentina.
- Compressor: Como o próprio nome diz, é responsável pela compressão do gás, que ainda frio e com baixa pressão, é comprimido se tornando um gás de alta pressão.
- Condensador: Nesta etapa, o calor retirado do ambiente pela evaporadora, é transferido para o exterior através de um trocador, responsável por dissipar esse calor e transformando o fluido em liquido a alta pressão.
- Válvula de Expansão: O liquido após passar pela válvula é vaporizado de maneira repentina, e com isso, transformando o fluido em gás frio a baixa pressão. Após essa etapa o ciclo se repete.
O diagrama abaixo mostra visualmente as fases do fluido refrigerante em cada etapa:
Fonte: Blog Refrigeração e Cia
Por fim, muitas vezes não nos damos conta e nem imaginamos a complexidade de funcionamento dos equipamentos presentes no nosso cotidiano. O ar condicionado é um bom exemplo, pois está presente em inúmeras residências e é responsável pelo conforto térmico de famílias, clientes e trabalhadores em todo mundo.
Texto elaborado pelo Eng. Celso de Oliveira Kochi CREA 5070573942
