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Geladeira a gás |
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Geladeiras que funcionam pela queima de gás de cozinha ou querosene são muito úteis quando não se pode contar com a energia elétrica, como em certas zonas rurais, camping, etc. Mas como o calor pode produzir frio? O ciclo comum de refrigeração usa um compressor mecânico que comprime um gás que, por sua vez, é resfriado num condensador e, em seguida, evaporado (produzindo o resfriamento) e finalmente retorna ao compressor, formando o ciclo.
O aquecimento pode aumentar a pressão de um gás mas, por si, não tem como fazê-lo fluir continuamente em um circuito fechado. A solução foi dada pelo ciclo de refrigeração por absorção, que usa a lei de Dalton para manter o fluxo.
Segundo a lei de Dalton, a pressão de uma mistura de gases e/ou vapores que não reagem quimicamente entre si é igual à soma das pressões parciais de cada, ou seja, das pressões que cada um teria se ocupasse isoladamente o mesmo volume, na mesma temperatura.
O ciclo por absorção usa amônia como gás refrigerante e hidrogênio / água como substâncias auxiliares. A pressão total é teoricamente a mesma em todos os pontos do circuito. O que muda são as pressões parciais. Em um trecho, a pressão parcial da amônia é menor que a do hidrogênio e o contrário em outro trecho. Assim, ambos os gases circulam pelo sistema. As diferenças de pressões parciais são provocadas pela água, que tem grande afinidade pela amônia e quase nenhuma pelo hidrogênio.
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| Fig 01 |
O vapor de amônia é liquefeito no condensador e, ao sair, se mistura com hidrogênio. Portanto, a pressão da amônia diminui devido à presença de outro gás na mistura.
A mistura de amônia e hidrogênio passa pelo evaporador, produzindo o resfriamento. Em seguida, se encontra com a água quase pura do separador e ambas passam pela serpentina do absorvedor.
Conforme já dito, a água tem elevada afinidade com a amônia e quase não tem com o hidrogênio. Assim, na saída do absorvedor, a amônia está dissolvida na água e o hidrogênio está livre, retornando ao evaporador. A solução concentrada de amônia em água retorna ao vaporizador, reiniciando o ciclo.
Notar a existência de sifões nas saídas do condensador e do separador. Eles servem para impedir a passagem do hidrogênio. Portanto, no lado do condensador/separador, a pressão total é praticamente a pressão parcial da amônia. A diferença entre as pressões parciais das partes mantém o fluxo do ciclo enquanto houver aquecimento.
Geladeira comum |
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Na figura deste tópico, as formas e proporções estão propositalmente diferentes do real por questão de clareza.
Uma geladeira comum faz uso do ciclo normal de refrigeração. O circuito 12345 (compressor, condensador, evaporador) é fechado e contém um gás apropriado ou gás refrigerante. Na saída do compressor (1), o gás está sob alta pressão e aquecido. Ao passar pelo condensador (2 - aquela serpentina de tubos pretos, em geral na parte de trás do equipamento), ele troca calor com o ambiente e, na saída, está no estado líquido. O líquido entra no evaporador através de uma válvula de expansão (3). Na realidade é um estrangulamento que provoca uma perda de pressão e conseqüente evaporação na serpentina do evaporador, onde absorve calor do interior. Na saída do evaporador (4) está no estado gasoso, retornando ao compressor e reiniciando o ciclo.
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| Fig 01 |
O compressor não trabalha ininterruptamente. Há um termostato (não indicado na figura) que liga e desliga de acordo com o ajuste de temperatura desejado.
Durante muito tempo, as geladeiras foram construídas com apenas este sistema básico, que é acompanhado do inconveniente da formação de gelo no evaporador, exigindo o degelo manual periódico.
As geladeiras que dispensam o degelo (frost-free) fazem uso de uma resistência elétrica de aquecimento (R) junto do evaporador. Um temporizador automático desliga periodicamente o compressor e liga a resistência, fundindo o gelo.
A água é recolhida na bandeja B1 e dirigida à bandeja inferior B2. Depois do período de degelo, o compressor é ligado e a resistência desligada. Conforme já dito, na saída do compressor o gás está aquecido. Uma parte da tubulação passa pela bandeja e evapora a água do degelo.
Nessas geladeiras, a circulação do ar através do evaporador é forçada com uma ventoinha (v) e condutos que distribuem na proporção adequada para o congelador e a parte inferior. A circulação forçada também contribui para melhor remoção da umidade interna, depositando-a em forma de gelo na serpentina do evaporador. A ventoinha é desligada junto com o compressor, no período de degelo conforme parágrafo anterior ou pelo termostato, no controle da temperatura. Algumas geladeiras mais recentes a desligam também quando uma porta é aberta, para reduzir a perda de ar frio e, por conseqüência, economizar energia.
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