Teoria da Refrigeração

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Teoria da Refrigeração
INTRODUÇÃO
Segunda Lei da Termodinâmica
“O calor não pode fluir, de forma espontânea, de um corpo de temperatura menor, para um outro corpo de temperatura mais alta.”
Tendo como consequência que o sentido natural do fluxo de calor é da temperatura mais alta para a mais baixa, e que para que o fluxo seja inverso é necessário que um agente externo realize um trabalho sobre este sistema.
INTRODUÇÃO
Então como fazer refrigeração?
Neste caso o fluxo de calor acontece da temperatura menor para a maior.
Mas conforme a segunda lei da termodinâmica, este fluxo não acontece espontaneamente, logo é necessário que haja um trabalho externo.
Este é o nosso desafio!!
É a ação de resfriar determinado ambiente de forma controlada, tanto para viabilizar processos, processar e conservar produtos (refrigeração comercial e industrial) ou efetuar climatização para conforto térmico (ar condicionado e ventilação).
Histórico da refrigeração
O homem tem a necessidade, ou a vontade, de obter formas de resfriamento que façam com que alimentos ou outras substâncias alcancem temperaturas inferiores a do ambiente.
Registros anteriores a 2.000 A.C indicam que os efeitos exercidos por baixas temperaturas sobre a preservação de alimentos já eram conhecidos. Alexandre, O Grande, serviu bebidas resfriadas com neve aos seus soldados por volta de 300 A.C..
Histórico da refrigeração
Já a civilização egípcia, que devido a sua situação geográfica e ao clima de seu país, não dispunham de gelo natural, refrescavam a água por evaporação, usando vasos de barro, semelhantes às moringas, tão comuns no interior do Brasil. O barro, sendo poroso, deixa passar um pouco da água contida no seu interior, a evaporação desta para o ambiente faz baixar a temperatura do sistema.
Histórico da refrigeração
Entretanto, durante um largo período de tempo, na realidade muitos séculos, a única utilidade que o homem encontrou para o gelo foi a de refrigerar alimentos e bebidas para melhorar seu paladar.
Histórico da refrigeração
Histórico da refrigeração
Histórico da refrigeração
Histórico da refrigeração
Histórico da refrigeração
No final do século XVII, foi inventado o microscópio e, com o auxílio deste instrumento, verificou-se a existência de micro-organismos (micróbios, bactérias) invisíveis à vista sem auxilio de um instrumento dotado de grande poder de ampliação. Os micróbios existem em quantidades enormes, espalhados por todas as partes, água, alimentos e organismos vivos.
Histórico da refrigeração
Estudos realizados por cientistas, entre eles o célebre químico francês Louis Pasteur, demonstraram que alguns tipos de bactérias são responsáveis pela putrefação dos alimentos e por muitos tipos de doenças e epidemias. 
Ainda através de estudos, ficou comprovado que a contínua reprodução das bactérias podia ser impedida em muitos casos ou pelo menos limitada pela aplicação do frio, isto é, baixando a temperatura do ambiente em que os mesmos se proliferam. 
Histórico da refrigeração
Histórico da refrigeração
Contudo, o uso do gelo natural trazia consigo uma série de inconvenientes que prejudicavam seriamente o desenvolvimento da refrigeração, tornando-a de valia relativamente pequena.
Assim, ficava-se na dependência direta da natureza para a obtenção da matéria primordial, isto é, o gelo, que só se formava no inverno e nas regiões de clima bastante frio.
Histórico da refrigeração
Qual o problema de depender da natureza para se ter gelo?
	Fornecimento irregular;
	Em países quentes dependia de transporte demorado;
	Mesmo em zonas onde o gelo se formava de forma natural, o período de estocagem era pequeno devido às condições complexas para se realizar a mesma;
Histórico da refrigeração
Por este motivo, engenheiros e pesquisadores voltaram-se para a busca de meios e processos que permitissem a obtenção artificial de gelo, liberando o homem da dependência da natureza. 
Em consequência desses estudos, em 1834 foi inventado, nos Estados Unidos, o primeiro sistema mecânico de fabricação de gelo artificial e, que constituiu a base precursora dos atuais sistemas de compressão frigorífica.
Histórico da refrigeração
A utilização de gelo levou a criação, no inicio do século XIX, das primeiras geladeiras 
Tais aparelhos eram constituídos simplesmente por um recipiente, quase sempre isolado por meio de placas de cortiça, dentro do qual eram colocadas pedras de gelo e os alimentos a conservar. A fusão do gelo absorvia parte do calor dos alimentos e reduzia, de forma considerável, a temperatura no interior da geladeira.
Esquema de produção do gelo artificial
Primeira Máquina de fazer gelo apresentada por Harrison e Siebe
Conceitos
REFRIGERAÇÃO: consiste no processo de retirar calor de um corpo ou espaço para reduzir sua temperatura e transferir este calor para um outro espaço ou corpo.
ARREFECIMENTO: Abaixamento da temperatura de um corpo até a temperatura ambiente.
RESFRIAMENTO: Abaixamento da temperatura de um corpo da temperatura ambiente até sua temperatura de congelamento.
CONGELAMENTO: Abaixamento da temperatura de um corpo aquém da sua temperatura de congelamento.
Conceitos
ISOLAMENTO TÉRMICO: O espaço refrigerado se encontra a temperatura abaixo do ambiente que o envolve. Para limitar o fluxo de calor para o interior do espaço refrigerado a um mínimo prático, é necessário isolar o espaço refrigerado utilizando um bom isolante térmico.
AGENTE REFRIGERANTE: É o corpo empregado como absorvedor de calor ou agente de resfriamento do espaço refrigerado. Exs: Gelo, gelo seco (dióxido de carbono) e refrigerantes líquidos.
Aplicações da Refrigeração
	Refrigeração doméstica;
	Refrigeração Comercial;
	Refrigeração Industrial;
	Refrigeração Marítima e de transporte.
A refrigeração doméstica é uma extensão um tanto limitada, abrangendo principalmente a fabricação de refrigeradores de uso doméstico e congeladores caseiros. Contudo, como o número de unidades em serviço é muito grande, a refrigeração doméstica representa uma parte importante da indústria de refrigeração. As unidades domésticas são geralmente pequenas em tamanho, tendo potências nominais entre 1/20 e 1/2 CV, e são do tipo hermeticamente fechado.
Refrigeração doméstica
Refrigeração doméstica
Refrigeração Comercial
A refrigeração comercial abrange projeto, instalação e manutenção de instalações refrigeradas do tipo usado pelas lojas comerciais, restaurantes, hotéis e locais de armazenamento, exposição, beneficiamento e distribuição de mercadorias perecíveis de todos os tipos.
Refrigeração Comercial
Refrigeração Industrial
A refrigeração industrial é muitas vezes confundida com a refrigeração comercial, porque a divisão entre estas duas áreas não é definida claramente. Como uma regra geral, as aplicações industriais são maiores que as comerciais em tamanho e tem a característica marcante de requererem um operador de serviço, geralmente um engenheiro de operações. 
Refrigeração Industrial
 As aplicações típicas industriais são fábricas de gelo, grandes instalações de empacotamento de gêneros alimentícios (carne, peixe, aves, alimentos congelados, etc.), cervejarias, fábricas de laticínios e instalações industriais, como refinarias de óleos, fábricas de produtos químicos, fábricas de borrachas, etc.
Refrigeração Industrial
Refrigeração Marítima e de Transporte
A refrigeração marítima, naturalmente, refere-se à refrigeração a bordo de embarcações marítimas e inclui, por exemplo, refrigeração para barcos de pesca e para embarcações de transporte de carga perecível, assim como para os navios de armazenamento ou embarcações de todos os tipos.
A refrigeração de transporte relaciona-se com equipamentos de refrigeração quando é aplicada a caminhões, tanto para transportes a longa distância como para entregas locais, e vagões ferroviários refrigerados.
Refrigeração Marítima e de Transporte
Condicionamento de ar na indústria
O condicionamento de ar pode ser dividido em duas categoriasdistintas quanto ao seu objetivo:
			Conforto;
	Industrial.
Enquanto o condicionamento de ar para conforto visa as pessoas, o industrial tem por objetivo satisfazer condições de processos.
Condicionamento de ar na indústria
Com relação ao ar, o condicionamento de ar para conforto tem como principais diferenças para o condicionamento de ar para a industria em diversos aspectos.
	Nível de temperatura;
	Controle de umidade;
	Elevado índice de filtragem e remoção de contaminantes.
Condicionamento de ar na indústria
O condicionamento de ar para a industria pode ser encontrado em indústria editorial, onde se requer um rígido controle de umidade, para que se obtenha uma boa fixação das cores em impressões. Na indústria têxtil, indústria de material fotográfico e laboratórios.
Refrigeração na manufatura
A refrigeração é muito utilizada em sistemas de usinagem e conformação de metais e em fabricação de produtos metálicos ou em alguns outros tipos de materiais, por exemplo, os plásticos. 
Um exemplo de aplicação é o uso de fluido para refrigeração em corte de máquinas de usinagem.
Refrigeração na manufatura
Industrias de manufatura geralmente operam câmaras que reproduzem, e em alguns casos, excedem condições ambiente extremas. Essas condições envolvem muitas vezes temperatura e umidade extremas. Quando esse extremo ocorre em limites inferiores, os valores desejados de temperatura e umidade, são obtidos por meio do uso da refrigeração.
Refrigeração na indústria química e de processos
As indústrias química, petroquímica, de refino de petróleo e farmacêutica são usuárias de sistemas de refrigeração de grande porte. Dentre as operações que normalmente exigem refrigeração podem ser citadas as seguintes:
		Separação de gases;
	Condensação de gases;
	Remoção de calor de reação;
	Manutenção de um líquido a baixa temperatura para controlar a pressão no interior do vaso de armazenamento.
Atividades