Universidade Federal de Rio Grande
Escola de Engenharia
Equipamentos Industriais e de Processo
Equipamentos para produção de água gelada
Introdução
A água gelada possui muitas
aplicações, mas é usada principalmente
para:
• Consumo humano;• Consumo humano;
• Em instalações de ar condicionado
com central de água gelada e sistema
fan-coils.
A instalação de água gelada pode ser individual oucentralizada.
Diz-se que a instalação é individual quando a águagelada é produzida no próprio local de consumo.
Introdução
gelada é produzida no próprio local de consumo.
Exemplo: bebedouros.
Quando existem vários pontos a alimentar com águagelada, são usadas instalações centralizadas, as quaisalimentam esses pontos.
Equipamentos
O equipamentos essenciais de uma instalação de água
gelada são, no caso de sistemas de compressão de
vapor:
1) Compressor;1) Compressor;
2) Condensador;
3) Evaporador;
4) Válvula de expansão;
5) Acessórios.
Equipamentos
Equipamentos
Compressor
Os tipos de compressores utilizados
são: o alternativo, palhetas,
Equipamentos
centrífugos, axiais e os de parafuso.
Compressor
Funções:
- Reduzir a pressão sobre o líquido refrigerante, de modo afazer baixar sua temperatura de vaporização, tornando-aassim inferior à temperatura do meio a refrigerar, com isso
Equipamentos
assim inferior à temperatura do meio a refrigerar, com issoocorre a retirada de calor do meio;
- Elevar a pressão sobre o gás, o que acarreta a elevaçãoda temperatura de condensação do mesmo. Como essatemperatura se torna maior do que a do meio deresfriamento, dá-se a condensação do gás.
Condensador
Tem a função de receber o gásvindo do compressor e emtemperatura elevada e prover
Equipamentos
temperatura elevada e provera condensação do mesmo.Pode ser resfriado a ar ou aágua. Nas instalações depequeno e médio portesemprega-se o condensadorresfriado a ar com ventilador.
Evaporador
É onde se processa a produção de água gelada. Após ofluído refrigerante passar para o estado líquido no
Equipamentos
fluído refrigerante passar para o estado líquido nocondensador ele, então segue para o evaporador, masantes passa pela válvula de expansão, onde a pressãosobre o líquido se reduz até que sua temperatura devaporização se torne inferior à temperatura do meio arefrigerar.
Evaporador
Os evaporadores destinados
a refrigerar a água constam
Equipamentos
de uma serpentina que fica
imersa no tanque de água a
refrigerar.
Algumas informações são necessárias para o projeto dainstalação para água gelada. São elas:
- Número de bebedouros necessários;
- Consumo de água gelada;
Instalações de Água Gelada
- Consumo de água gelada;
- Temperatura da água;
- Velocidade da água nos encanamentos alimentadoresna instalação central.
Refrigeração individual da água
Neste sistema unidades compactas constituem o próprio
equipamento frigorífico.
A unidade reúne, de forma compacta, os elementos
fundamentais para a realização do ciclo de refrigeração:fundamentais para a realização do ciclo de refrigeração:
compressor, condensador resfriado a ar, evaporador de
serpentina no interior de uma pequena caixa onde a água
irá resfriar.
Pode conter também:
• Termostato regulável, cuja a função é atuar sobre o relé
que aciona o motor do compressor;
Refrigeração individual da água
que aciona o motor do compressor;
• Secador e filtro, destinados a remover qualquer umidade
no tubo entre o condensador e o evaporador.
Os bebedouros são alimentados por uma coluna d’água.
O ramal do bebedouro pode ser em cobre, PVC ou ferro
galvanizado.
A pressão com a qual sairá o jato de água gelada
Refrigeração individual da água
A pressão com a qual sairá o jato de água gelada
depende do desnível entre o reservatório superior e o
bebedouro, pois a água contida na caixa do bebedouro
trabalha por pressão hidrostática e não por bombeamento.
- Bebedouro industrial de 200 litros
- Utiliza compressor
Hermético.
- Gás refrigerante:
Refrigeração individual da água
- Gás refrigerante:
134A
- Tanque interno e
Tubulação em Inox.
Efeito Peltier
Alguns bebedouros de instalação individual operam atravésdo Efeito Peltier.
O efeito peltier é responsável por produzir o surgimento de
Refrigeração individual da água
O efeito peltier é responsável por produzir o surgimento deum gradiente de temperatura entre dois materiais diferentesquando alimentados por uma fonte de energia (diferencialde potencial elétrico). Este gradiente de temperatura se dáquando há a passagem de corrente elétrica através de umou mais pares de semicondutores do tipo N e do tipo P.
Efeito Peltier
Ao se aplicar uma corrente elétrica contínua no terminal dematerial tipo N, elétrons migram do material tipo P para omaterial tipo N. Em função disso, essas junções irão permitir ofluxo de calor.
Refrigeração individual da água
fluxo de calor.
Assim, uma das superfícies resfria-se. A outra superfície irá seaquecer, sendo esse calor dissipado para o ambiente atravésde um sistema conveniente. Nesse sistema, o baixo consumode energia é priorizado, assim, o bebedouro eletrônicoconsome em média, 40% menos energia que um bebedouro acompressor.
Efeito Peltier
Indicados para uso residencial, devido a sua capacidade derefrigeração de água (menor que em bebedouros a compressão.Em média, a quantidade máxima de água refrigerada nestesequipamentos fica em torno de 20 litros/dia.
Refrigeração individual da água
Vantagens- 40% mais econômico em consumo de energia- Aparelho mais barato-Mais leve
Desvantagens- Quantidade de água refrigerada por dia é limitada- Não é um produto para uso intenso.
Instalação central de água gelada potável
Capacidade do reservatório de água gelada potável
O consumo de água não é uniforme, por isso oreservatório de água deve possuir água acumulada parareservatório de água deve possuir água acumulada paraatender os níveis elevados de consumo.
A capacidade do reservatório depende da hipótese deconsumo, deve-se considerar ainda períodos de parada docompressor, realizando assim um grandedimensionamento e o isolamento térmico do reservatório.
Capacidade do reservatório de água geladapotável
Deve-se levar em conta no dimensionamento do tanque, a
Instalação central de água gelada potável
Deve-se levar em conta no dimensionamento do tanque, atemperatura da água na superfície, pois esta pode estaracima da requerida para distribuição, além disso deve serconsiderado o espaço ocupado pela serpentina doevaporador.
Escolha do compressor
O tipo de compressor para instalação de água geladapotável é o alternativo.
O problema da escolha do compressor consiste em
Instalação central de água gelada potável
O problema da escolha do compressor consiste emcalcular o número de toneladas de refrigeração necessáriopara atender à instalação, isto é, para retirar a quantidadede calor necessária (carga térmica do sistema).
Escolha do compressor
Nesse caso a quantidade de calor a ser retirada deve-se a:
Instalação central de água gelada potável
• Ganho de calor por condução na rede de distribuição;
• Perdas por condução no reservatório;
• Perda sofrida pela água na bomba de recirculação;
• Quantidade de calor a ser retirado da água de consumo;
Filtros de velas
É indispensável umainstalação de filtragem emum instalação para
Instalação central de água gelada potável
um instalação paraalimentação de bebedouros.Pode ser utilizado o filtro develas ou de areia.
Exemplo de uma instalação central de águagelada potável
Instalação de ar condicionado com emprego de água gelada
Pelo motivo dos dutos de ar condicionado dasinstalações centralizadas apresentarem dimensõesinaceitáveis, pelo espaço que ocupam, recorre-se ao usodo sistema fan-coil, em grandes edifícios.
Nesse sistema existe uma central produtora de águaNesse sistema existe uma central produtora de águagelada (Chiller). A água é conduzida em tubulaçõesisoladas e de diâmetros relativamente pequenos, paralocais apropriadamente escolhidos onde, passando emserpentinas (coils), recebe uma corrente de ar fornecidopor um ventilador (fan).
Instalação de ar condicionado com emprego de água gelada
Dos compartimentos dos fan-coils, o ar segue,resfriado, em dutos que atendem ao ambiente a serclimatizado.
Em geral, as tubulações de água gelada, devidamenteEm geral, as tubulações de água gelada, devidamenteisoladas, passam no interior de poços e de tetos falsos, enunca no interior de paredes.
É indicado para empreendimentos que possuem grandescargas térmicas de dissipação (>100 TR´s)
Instalação de ar condicionado com emprego de água gelada
Central de água gelada
Água é bombeada dos Chillers até as serpentinas deresfriamento.
Instalação de ar condicionado com emprego de água gelada
Instalação de ar condicionado com emprego de água gelada
Os fan-coils recebem a água gelada a aproximadamente7ºC e a devolve a cerca de 12ºC para o chiller.
Central de água gelada - “Chiller”
Instalação de ar condicionado com emprego de água gelada
Instalação de ar condicionado com emprego de água gelada
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MACINTYRE, Archibald Joseph. Equipamentos Industriaise de Processo. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
STOECKER, W. F., JONES, J.W. Refrigeração e ArCondicionado. Ed McGraw-Hill. São Paulo, 1980.Condicionado. Ed McGraw-Hill. São Paulo, 1980.
CREDER, H. Instalações de Ar condicionado. Ed. LTC.São Paulo: 2004.
Catálogos técnicos Mercalor e Mycon.
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