Efeitos da Temperatura e da Pressão sobre a Determinação do Superaquecimento e do Sub-resfriamento do Refrigerante em Sistemas Frigoríficos
Clodoaldo de Oliveira Carvalho Filho1; Francisco Lucas Alves de Lima2
1 Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Ceará; 2 Curso de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Ceará
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0810
Resumo
O superaquecimento do fluido refrigerante na saída do evaporador e o sub-resfriamento deste fluido na saída do condensador são importantes para o funcionamento correto e eficiente dos sistemas frigoríficos. A determinação da intensidade ou grau de superaquecimento e de resfriamento nestes sistemas envolve medições de temperatura e pressão do refrigerante em pontos específicos do sistema, sujeitas a incertezas e erros. Neste trabalho, foram avaliados os efeitos das variações de temperatura e pressão sobre a determinação dos graus de superaquecimento e de sub-resfriamento do refrigerante nas saídas do evaporador e do condensador, respectivamente, para os refrigerantes R134a, R410A e R717, em condições típicas de operação. Partindo da definição dos graus de superaquecimento e sub-resfriamento do refrigerante, foram desenvolvidas expressões para quantificar a variação destes parâmetros provocadas por variações de temperatura e pressão encontradas na prática. Foram consideradas faixas de temperatura de evaporação e de condensação apropriadas para cada refrigerante, e as pressões de saturação correspondentes obtidas, computacionalmente, através do programa de cálculo de propriedades CoolProp®. Os resultados obtidos para os refrigerantes e as condições consideradas mostraram que o grau de superaquecimento do refrigerante na saída do evaporador é geralmente mais sensível à pressão do que à temperatura, e esta sensibilidade é acentuada em direção às menores temperaturas de evaporação. O grau de superaquecimento mínimo necessário para assegurar a existência de superaquecimento do refrigerante na saída do evaporador pode ser determinado em função da temperatura de evaporação e das variações de pressão e temperatura conhecidas. O grau de sub-resfriamento do refrigerante na saída do condensador apresenta sensibilidade menor às variações de pressão e de temperatura, quando comparado ao superaquecimento. Embora às variações de temperatura consideradas sejam as mesmas em todos os casos, as variações de pressão no sub-resfriament
Palavras-chave: Refrigerante; Superaquecimento; Subresfriamento; Temperatura; Pressão