Os chillers de absorção são uma tecnologia fascinante e eficiente usada em diversas aplicações de resfriamento. Como fornecedor de chillers, testemunhei em primeira mão o crescente interesse nestes sistemas devido aos seus princípios operacionais únicos e benefícios ambientais. Nesta postagem do blog, irei me aprofundar no funcionamento interno de um chiller de absorção, explicando como ele esfria e por que pode ser uma excelente escolha para suas necessidades de resfriamento.
Componentes Básicos de um Chiller de Absorção
Antes de mergulharmos no processo, vamos nos familiarizar com os principais componentes de um chiller de absorção. As quatro partes principais são o gerador, o condensador, o evaporador e o absorvedor. Além disso, existem trocadores de calor, bombas e válvulas que auxiliam no bom funcionamento do sistema.
Ogeradoré onde a entrada de calor é usada para separar o refrigerante do absorvente. Geralmente, água quente, vapor ou calor residual podem servir como fonte de energia para esse processo. Ocondensadoré responsável por resfriar e condensar o vapor refrigerante em estado líquido. Oevaporadoré onde ocorre o resfriamento real. O refrigerante evapora, absorvendo o calor do ambiente e proporcionando assim um efeito de resfriamento. Finalmente, oabsorvedorreúne o refrigerante com o absorvente, preparando-o para o próximo ciclo.
O Ciclo de Trabalho
A operação de um resfriador de absorção pode ser compreendida seguindo o refrigerante e o absorvente através de um ciclo contínuo. Começaremos pelo absorvedor, onde começa o processo.
Fase Absorvente
No absorvedor, o vapor refrigerante (geralmente água na maioria dos resfriadores de absorção) é absorvido pelo absorvente. O absorvente é uma substância com forte afinidade pelo refrigerante. Um absorvente comumente usado é o brometo de lítio quando a água é o refrigerante. À medida que o vapor refrigerante é absorvido, ele libera calor, que é removido por um circuito de água de resfriamento. Este processo cria um ambiente de baixa pressão, que é crucial para o processo de evaporação subsequente.
Depois que o absorvente absorve o refrigerante, ele fica diluído. Uma bomba de solução é então usada para transferir esta solução diluída para o gerador.
Fase do Gerador
No gerador, a solução diluída é aquecida. A fonte de calor pode ser o calor residual de um processo industrial, água quente de uma caldeira ou vapor. À medida que a solução é aquecida, o refrigerante evapora e separa-se do absorvente, deixando para trás uma solução absorvente concentrada. O vapor refrigerante gerado então se move para o condensador, enquanto a solução absorvente concentrada retorna ao absorvedor através de um trocador de calor, que pré-aquece a solução diluída que entra, melhorando assim a eficiência geral do sistema.
Fase Condensadora
No condensador, o vapor refrigerante é resfriado por um meio de resfriamento, como água ou ar. À medida que esfria, o refrigerante se condensa novamente em líquido. O calor liberado durante a condensação é rejeitado para o meio ambiente. Este refrigerante líquido flui então para o evaporador sob a diferença de pressão criada pelo sistema.
Fase do Evaporador
O refrigerante líquido entra no evaporador a baixa pressão. Aqui, ele evapora absorvendo o calor da água gelada ou do ar do ambiente. Esse processo de evaporação é o que proporciona o efeito de resfriamento no sistema. A água gelada pode então circular por várias partes de um edifício ou processo industrial para remover o calor. Após a evaporação, o vapor refrigerante retorna ao absorvedor para reiniciar o ciclo.
Vantagens dos Chillers de Absorção
Uma das vantagens significativas dos chillers de absorção é a sua capacidade de utilizar o calor residual. Em ambientes industriais, uma grande quantidade de calor é frequentemente gerada como subproduto de processos. Ao utilizar este calor residual para alimentar o chiller de absorção, as empresas podem melhorar a sua eficiência energética global e reduzir os custos operacionais.
Os chillers de absorção também têm menos peças móveis em comparação com os chillers tradicionais de compressão de vapor. Isso resulta em menores requisitos de manutenção e menos desgaste mecânico. Além disso, eles geralmente são mais silenciosos em operação, tornando-os adequados para ambientes sensíveis ao ruído.
Do ponto de vista ambiental, os resfriadores de absorção podem usar refrigerantes naturais como a água, que têm potencial zero de destruição da camada de ozônio e baixo potencial de aquecimento global. Isso os torna uma escolha mais sustentável para aplicações de resfriamento.
Aplicações
Os chillers de absorção são usados em uma ampla gama de aplicações. Em edifícios comerciais, podem fornecer ar condicionado central. A sua capacidade de utilizar o calor residual torna-os particularmente atractivos para hotéis, hospitais e edifícios de escritórios que possam ter uma fonte de calor residual proveniente de caldeiras ou outros equipamentos.
Em aplicações industriais, os resfriadores de absorção são usados para resfriamento de processos. Eles podem ser integrados em fábricas de produtos químicos, instalações de processamento de alimentos e fabricação de produtos farmacêuticos, onde o controle preciso da temperatura é essencial.
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Referências
- Stoecker, WF e Jones, JW (1982). Refrigeração e Ar Condicionado. McGraw-Hill.
- Dossat, RJ (1982). Princípios de Refrigeração. Prentice-Hall.
- Manual ASHRAE: Refrigeração. (2018). Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado.