Funcionamento do refrigerador de absorção Neste artigo vamos dar uma vista de olhos ao funcionamento básico de um chiller de absorção. Um chiller de absorção é diferente dos outros chillers porque não tem um compressor. Em vez disso, utiliza o calor para gerar arrefecimento. Isto pode parecer um pouco confuso, mas não se preocupe, no final deste vídeo vai perceber porquê e como funciona.
Desloque-se até ao fim para ver o vídeo com mais pormenores!
Se estiver interessado no funcionamento dos chillers, também abordámos o funcionamento dos chillers arrefecidos a ar aqui e temos muitos mais vídeos sobre estes assuntos na nossa secção de serviços de construção do site.
Refrigerantes e produtos químicos utilizados
Um aspeto interessante a ter em conta sobre os chillers de absorção é o facto de não utilizarem refrigerantes convencionais, mas sim água como refrigerante, misturada com amoníaco ou brometo de lítio. O brometo de lítio é mais comum por ser mais seguro e não tóxico, pelo que veremos como funcionam os chillers de água do tipo brometo de lítio.
Pode saber mais sobre o funcionamento dos fluidos frigorigéneos e ver um vídeo sobre o assunto aqui
Conhecimentos essenciais
Antes de entrarmos e começarmos a ver o interior de um chiller de absorção, preciso que compreenda três conceitos importantes deste chiller e a razão pela qual se utiliza água e brometo de lítio.
- Quando fervemos a água, esta muda de estado, passando de líquido a vapor. A água ferve a diferentes temperaturas sob diferentes pressões. Se aumentarmos a pressão, a água ferve a temperaturas muito mais elevadas e se diminuirmos a pressão, a água ferve a temperaturas muito mais baixas.
Exemplo
- Estamos habituados a que a água ferva a cerca de 100°C (212°F) porque a pressão atmosférica à nossa volta é de cerca de 101kPa (14,7psi). A razão para isto é o peso da atmosfera acima de nós.
- Se formos mais alto no céu, digamos no topo do monte Evereste, a atmosfera é mais fina e a água ferveria a cerca de 70°C (158°F) porque a pressão atmosférica é de cerca de 34kPa (4,9psi).
- Se a água for colocada numa câmara de vácuo, ferverá a temperaturas extremamente baixas. Assim, no chiller de absorção, tanto a câmara do evaporador como a do absorvedor são mantidas em condições de quase vácuo, a cerca de 0,84 kPa (0,12psia), o que permite que a água ferva a cerca de 4,5°C (40°F), pelo que é necessária muito pouca energia.
Ao variar a pressão no interior do refrigerador de absorção, a água e o brometo de lítio podem mudar facilmente de fase entre líquido e vapor, o que é essencial para proporcionar um efeito de arrefecimento.
2) A segunda coisa a compreender é que o brometo de lítio é um sal, apenas na forma líquida. E o sal atrai a humidade. Assim, se pulverizarmos brometo de lítio num pouco de vapor de água, os dois serão atraídos um pelo outro e misturar-se-ão.
O brometo de lítio atrai o vapor de água 3) A terceira coisa a ter em conta é que a água e o brometo de lítio podem ser misturados, mas se adicionarmos calor, eles separam-se. A água sobe e evapora-se e o brometo de lítio afunda-se.
Separação de água e brometo de lítio por evaporação
Princípio de funcionamento de um refrigerador de absorção
Os principais componentes do chiller de absorção são o condensador e o gerador, que constituem a câmara superior, e o evaporador e o absorvedor, que constituem a câmara inferior. Existe também um permutador de calor para melhorar a eficiência do sistema.
Como funciona o chiller de absorção Em primeiro lugar, uma mistura de cerca de 50% de brometo de lítio e 40% de água é bombeada do absorvedor através do permutador de calor e depois para o gerador. Esta linha é referida como a linha de solução fraca porque o brometo de lítio é misturado com água.
A secção do gerador está parcialmente cheia para formar um reservatório para a mistura de brometo de lítio e água.
Uma fonte de calor (água quente/vapor) flui através de um tubo no interior do reservatório do gerador, o que provoca a separação do brometo de lítio e da água. A água evapora-se sob a forma de vapor e sobe para a secção do condensador, deixando para trás o brometo de lítio.
O brometo de lítio acumula-se e afunda-se no fundo devido ao peso das moléculas, o que provoca uma concentração de brometo de lítio líquido na base do gerador, que desce através do permutador de calor e é pulverizado sobre o absorvedor, onde se mistura com as moléculas de água.
Animação do funcionamento do chiller de absorção Entretanto, o vapor de água condensa-se num líquido ao entrar em contacto com uma serpentina de arrefecimento na secção do condensador. A água de uma torre de arrefecimento passa através de um tubo selado no interior do condensador para remover o calor do vapor de água que faz com que este se condense num líquido.
Esta água líquida é depois recolhida num tabuleiro no interior do condensador e flui através de um tubo para o evaporador. O caudal de água é controlado através de um orifício fixo. O evaporador encontra-se a uma pressão muito baixa, próximo do vácuo, o que faz com que a água se precipite e desça de temperatura devido à rápida queda de pressão. A água reduz a temperatura para cerca de 4°C (40°F).
A linha de "água refrigerada" passa através do evaporador, tal como um típico chiller arrefecido a ar ou a água, e transporta todo o calor indesejado do edifício proveniente das unidades AHU e das unidades ventilo-convectoras, etc. Este passa através de uma serpentina de arrefecimento onde a água fria do condensador é depois pulverizada sobre a superfície para extrair a energia térmica indesejada.
A "água refrigerada" entrará na serpentina do evaporador a cerca de 12°C (54°F) e, à medida que o jato da água fria do condensador entra em contacto com o tubo da linha de água refrigerada, transferirá a sua energia térmica da "água refrigerada" para a "água do condensador".
À medida que o calor se transfere através da parede do tubo para a água do condensador, no exterior dos tubos, a água do condensador evapora-se em vapor devido à baixa pressão da câmara. À medida que se evapora, transporta consigo a energia térmica indesejada. Lembre-se de que aprendemos anteriormente como a água ferve a baixas temperaturas sob baixa pressão. O circuito de água refrigerada já cedeu o seu calor eQuando sai do evaporador, estará a cerca de 7°C (45°F) e está pronto para ser bombeado pelo edifício para recolher mais calor.
Um outro circuito recirculará a água que não passou pelos tubos e não ferveu, que será bombeada de volta para o topo do evaporador e pulverizada novamente até que tudo se evapore em vapor.
O vapor de água, ou vapor, produzido pelo evaporador é então atraído e puxado para a forte solução de brometo de lítio que está a ser pulverizada no absorvedor. Isto é quase como uma força magnética, a atração é suficientemente forte para que as partículas de água fluam por si próprias diretamente para o absorvedor para se juntarem ao brometo de lítio. Esta atração entre as partículas de água e o brometo de lítioQuando os dois fluidos entram em contacto, geram um pouco de calor e este, bem como o calor recolhido do circuito de água refrigerada, tem de ser removido, razão pela qual o circuito de água da torre de arrefecimento também passa pelo absorvedor. A água da torre de arrefecimento também condensa as partículas de vapor residuais de volta a um líquido. A mistura deO brometo de lítio e a água acumulam-se no fundo, prontos a serem bombeados de novo para o gerador para repetir o ciclo.
