Tudo sobre evaporadores de refrigeração
Os evaporadores de refrigeração desempenham um papel fundamental em qualquer sistema de refrigeração ou congelação, seja incorporado num sistema compacto ou como uma unidade autónoma. Mas sabe realmente o que é um evaporador ou como funciona?
O que é um evaporador de refrigeração e para que é utilizado?
Na refrigeração, um evaporador é o permutador de calor onde o refrigerante que circula no interior do circuito de refrigeração absorve a energia térmica do ambiente, que sendo depois arrefecida. É assim que o estado do refrigerante muda de líquido para vapor, daí o nome “evaporador”. Por outras palavras, o refrigerante é evaporado para absorver a temperatura ou a energia do ambiente a ser arrefecido.
A sua função baseia-se em transmitir, da forma mais eficiente possível, a energia térmica do ambiente a ser arrefecido (pode ser uma câmara fria ou um fluido secundário como no caso de sistemas de refrigeração indireta) para o fluido que está a evapora (neste caso, o refrigerante principal).
Tipos de evaporadores de refrigeração
Podemos fazer diferentes classificações de evaporadores, entre elas distinguimos:
Dependendo do meio a ser arrefecido:
- Ar – Refrigerante: estes são utilizados em sistemas de expansão directa e na grande maioria das câmaras frigoríficas. Nestes, o nosso equipamento arrefece directamente o ar ambiente.
- Refrigerante – Refrigerante: estes são utilizados principalmente em sistemas em cascata, onde as diferenças de temperatura de condensação e evaporação são muito elevadas. Este processo é realizado principalmente por fases, formando dois sistemas completos de refrigeração.
- Líquido – Refrigerante: estes são utilizados quando o meio a ser arrefecido é um líquido e são normalmente utilizados em sistemas indirectos ou processos de refrigeração de alimentos.
Dependendo das condições de saída do líquido refrigerante:
- Inundado: este tipo de evaporador é utilizado em sistemas de duas fases com injeção parcial ou total e em sistemas com um separador de líquidos na saída. Nestes evaporadores, o refrigerante dentro do evaporador não evapora completamente, e na saída do evaporador há uma mistura bifásica com ótima boa transferência de calor.
- Seco: Estes são os mais comuns e encontram-se na maioria das instalações frigoríficas. Neles, o refrigerante evapora completamente dentro do evaporador e há normalmente sobreaquecimento do vapor gerado.
De acordo com as suas características construtivas:
- Plano: estes são comuns em frigoríficos domésticos e arcas frigoríficas. Elas formam o próprio circuito de refrigeração unindo duas chapas metálicas que foram previamente pré-formadas de modo que o refrigerante circule dentro delas.
- Tubos e barbatanas: estes são comuns em câmaras frigoríficas, principalmente em evaporadores de ar frio. O refrigerante evapora no interior dos tubos que estão em contacto com as chapas metálicas finas.
- Placas: estas são utilizadas em evaporadores frigoríficos-líquidos ou frigoríficos-refrigerantes. A sua operação baseia-se na separação dos dois fluidos por uma placa de cobre, alumínio ou aço, que actua como um agente condutor.
- Tubos nus: estes são normalmente utilizados para arrefecer um líquido instalando um tubo nu no interior do qual o refrigerante se evapora.
- Tubos coaxiais: estes são compostos por um ou mais tubos dentro de uma camisa sendo responsáveis pelo arrefecimento do líquido.
- Invólucro – Tubos: são muito utilizados, onde o refrigerante circula dentro dos tubos e o líquido a ser arrefecido circula dentro do invólucro.
Processo de selecção dos evaporadores de refrigeração
Para uma correta seleção de um evaporador de refrigeração, devemos ter em conta uma série de fatores, tais como a carga de refrigeração requerida pelo nosso equipamento de refrigeração, a humidade relativa, o alcance e a velocidade do ar requerida. Além disso, teremos de prestar atenção a outros fatores como o salto térmico, ou seja, a diferença de temperatura entre o interior da câmara e o líquido refrigerante utilizado. É essencial encontrar um equilíbrio no intervalo térmico porque quanto menor o intervalo térmico, maior é a eficiência. Desta forma, funcionará com taxas de compressão mais baixas e o equipamento poupará energia. No entanto, por outro lado, será também mais caro e o investimento inicial será mais elevado.
Potência nominal
A potência nominal de um evaporador é, portanto, afetada pela cabeça térmica, a temperatura na câmara e o refrigerante utilizado. Como calculamos a potência nominal?
Humidade relativa
Além disso, é importante conhecer o efeito sobre a humidade relativa. Conhecendo a temperatura de evaporação do desenho e a temperatura de trabalho, obteremos o salto térmico.
À medida que a fenda térmica aumenta, a humidade relativa no interior da câmara diminuirá.
A humidade relativa é um parâmetro importante na conceção de câmaras frigoríficas, pois cada produto necessita de uma humidade relativa diferente para ser preservado nas melhores condições e para manter todas as suas propriedades. Os produtos mais exigentes são principalmente produtos frescos, enquanto nas câmaras de congelação, por exemplo, o seu papel é menos relevante.
Potência do evaporador
À medida que aumentamos o salto térmico, a potência transferida também aumentará. Isto ocorre como consequência do comportamento do permutador de calor e pode ser explicado pelas equações de transferência de calor que modelam este tipo de permutador de calor.
A INTARCON dispõe de uma vasta gama de evaporadores de refrigeração baseados na máxima eficiência do nosso equipamento adaptado a qualquer tipo de câmara frigorífica e às necessidades dos produtos a arrefecer. Além disso, a nossa gama de evaporadores de refrigeração está disponível com tecnologias de CO2, NH3, glicol… O nosso equipamento destaca-se pela sua incorporação:
- Bobinas de alta eficiência.
- Válvulas de expansão e solenoides integradas.
- Ótimo desempenho de arrefecimento.
- Controlador eletrónico pré-cablado (opcional).
Bibliografia
- [1] Elaboração própria: INTARCON
- [2] Fundamentos da refrigeração. Capítulo 5: Evaporadores e sistemas de descongelação. Autores: Ángel Barragán Cervera, Joaquín Navarro Esbrí, Francisco Moles, Adrián Mota Babiloni e Bernando Peris.
