ANÁLISE EXPERIMENTAL DO DESEMPENHO TERMODINÂMICO DE ULTRAFREEZERS
André Augusto Furlan1; Fernando Testoni Knabben1; Cláudio Melo1
1 POLO-UFSC
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0721
Resumo
Ultrafreezers atingem temperaturas da ordem de -80ºC, sendo quase que exclusivamente utilizados em laboratórios de biologia, medicina e farmácia. Como a diferença entre as temperaturas de evaporação e condensação é elevada, os produtos existentes empregam ciclos de refrigeração do tipo cascata. Esses equipamentos são, no entanto, ainda desenvolvidos dentro de uma filosofia de tentativa-e-erro. Como uma alternativa, esse trabalho se propõe a avaliar o desempenho termodinâmico de um ultrafreezer de 374 litros através de experimentos normalizados. Testes foram então realizados com temperaturas de referência de -70ºC e -80ºC, quando se percebeu que o tempo de pull-down é de aproximadamente 4h, independentemente da referência. Observou-se ainda que o consumo de energia, para uma temperatura de referência de -75ºC, atingiu o valor de 15,52kWh/dia. Testes de fluxo de calor reverso foram também realizados, o que permitiu a determinação da carga térmica, da capacidade de refrigeração e do COP (coeficiente de performance) do produto. Na temperatura de -80ºC, por exemplo, o COP atingiu o valor de 0,25, valor esse 7,5 vezes inferior ao previsto por Carnot para um ciclo de refrigeração ideal.
Palavras-chave: Ultrafreezer; Ciclo cascata; Consumo de energia