Condensadores e Evaporadores

1. Condensadores e Evaporadores

2. • Tipo particular de trocador de calor;
• Alimentado com vapor superaquecido;
• Descarrega líquido;
• Considera-se pressão constante no V.C.;
• Não há realização de trabalho.
São empregados em circuito de refrigeração e ar
condicionado e tem a finalidade de condensar o fluido
refrigerante proviniente da descarga do compressor,
rejeitando o calor adquirido no sistema .
Tem principal função receber vapor superaquecido em
sua entrada e sair com líquido saturado.
Condensadores

3. Tipos de condensadores
 Condensador resfriado a ar
Transferem o calor absorvido diretamente para o ar externo. Numa
condição normal de projeto e funcionamento (carga máxima do
quente do que o ar externo.
 Condensador a água
Normalmente estes condensadores utilizam água proveniente de
uma torre de resfriamento. A temperatura de condensação deve ser
fixada em um valor entre 5,0 e 8,0 °C maior que a temperatura da
água que entra no condensador

4. Condensadores à ar
• O valor ótimo da diferença entre a temperatura de
condensação e a temperatura do ar que deixa o
condensador: 3,5 e 5,5 °C.
• Devem ser instalados elevados, com relação ao nível
do solo, para prevenir acumulação de sujeira sobre as
serpentinas.
• Garantir que existam aberturas adequadas e livres de
qualquer obstrução para entrada de ar frio e para a
saída do ar quente.
• Entradas de ar localizadas longe do lado de descarga
do ar para evitar a aspiração de ar quente pelos
ventiladores

7. Condensador resfriado a água
Os sistemas resfriados a água fazem isso em 3
estágios para transferir o calor:
 Primeiro o calor é transferido do refrigerante, no
condensado, para a água que circula no mesmo;
 Depois, a água é transferida de dentro do
condensador para fora, através de uma tubulação e
uma bomba, que a leva para a torre de resfriamento;
 Por fim, a torre de resfriamento rejeita o calor da água
para o ar externo.

8. Tipos de condensadores à água
 Condensadores de duplo tubo
 Tipo Carcaça e serpentina (Shell and Coil)
 Tipo Carcaça e tubo (Shell and Tube)
 Condensador de placa

9. Duplo Tubo
 Normalmente utilizados em
unidades de pequena
capacidade
 Condensadores auxiliares
(paralelo com condensadores
a água
 Limpeza difícil

10. Carcaça e serpentina
(Shell and Coil)
 Normalmente são usados em
unidades de pequena e média
capacidade, tipicamente até
15 TR
 Limpeza difícil

12. Carcaça e tubo (Shell and Tube)
São fabricados para uma
vasta gama de
capacidades, sendo
amplamente utilizados em
pequenos e grandes
sistemas de refrigeração

13. Condensador de Placas
 Placas de aço inox ou,
em casos especiais, de
outro material, de
pequena espessura (0,4
a 0,8 mm).
 Elevado coeficiente
global de transferência
de calor

14. Evaporadores
O evaporador é um trocador de calor que absorve
o calor para o sistema de refrigeração. Ele recebe
líquido refrigerante frio, de baixa pressão vindo do
dispositivo de expansão e através da absorção do
calor de alguma substância, vaporiza-o em seu
interior. Essa substância pode ser o ar, água, outro
fluído ou até mesmo um sólido.
Ele funciona recebendo líquido saturado em sua
entrada e transformando-o em vapor superaquecido.
São usados quase que exclusivamente em processos
de refrigeração.

15. Classificação
 Classificação quanto ao sistema de alimentação
→ Evaporadores Secos (ou de Expansão Direta)
→ Evaporadores Inundados
 Classificação dos Evaporadores Quanto ao Fluído a Resfriar
→ Evaporadores para o resfriamento de ar
→ Evaporadores para o resfriamento de líquidos
→ Evaporadores de contato
 Classificação pela forma como são contruídos
→ Tubo liso
→ Tubo aletado
→ Superfície de placas

16. Evaporadores Secos (ou de
Expansão Direta)
• Refrigerante entra quase totalmente líquido, e se evapora
gradualmente, estando gasoso na saída
• Diferença pressão movimenta o refrigerante, não ocorre recirculação
• É completamente vaporizado e superaquecido ao ganhar calor em
seu escoamento pelo interior dos tubos
• Utilizados na maioria dos sistemas de refrigeração de pequena
capacidade e em alguns equipamentos de refrigeração industriais
• Desvantagem: transferência de calor deficiente, devido à dificuldade
das paredes internas dos tubos estarem sempre molhadas.

17. Evaporadores Inundados
• Refrigerante entra líquido, e se evapora gradualmente, estando
parcialmente gasoso na saída ( maior parte líquida )
• Fases líquida e gasosa vão para o separador. A fração líquida será
reutilizada no evaporador
• Alimentação: por gravidade ou recirculação de fluido
• Usados em sistemas frigoríficos cujo refrigerante é a amônia
• Excelente transferência de calor
• Desvantagem: Exige grandes quantidades de refrigerante, possui
alto custo inicial

18. Classificações pela forma como
são construídos
 Tubo liso
• Tubos de cobre de formato espiralado
• São chamados serpentinas de superfície
primária
• São freqüentemente submersos em
tanques de resfriamento ou
congelamento de líquidos
• Eficientes em evaporadores secos ou
inundados
 Tubo aletado
• Apresenta finas placas de metal fixadas
entre seus tubos, chamadas aletas
• Podem haver entre 1 a 14 aletas por
polegada
• As aletas melhoram as condições de
troca de calor
• Devem ser feitas de material que seja
um bom condutor de calor (alumínio,
cobre)

19.  Superfície de placas
• Costuma ter formas diversas
• Usados em refrigeradores domésticos
• Constituido de duas folhas planas de
metal, que adicionam uma área de
transferência de calor, mas não de
forma tão eficiente quanto as aletas.
• Fabricação econômica, fácil de limpar
e degelar
• Para passar ao estado gasoso, o
fluido refrigerante absorve energia na
forma de calor do congelador e de
tudo o que estiver ali dentro.
Classificações pela forma como
são construídos

20. O inimigo de um evaporador
• O gelo é inimigo da eficiência do
evaporador e sua presença em grandes
quantidades pode chegar a impedir seu
funcionamento, isso porque o gelo
exerce uma ação isolante revestindo
uma parte das placas.
• A formação de gelo bloqueia a
circulação de ar em torno dos tubos
• É preciso recorrer periodicamente à
ação de descongelação, por meio de
uma serpentina ou um gás aquecido que
circula o evaporador

21. Análise termodinâmica
1. Não há realização de trabalho em trocadores de calor;
2. A variação de energia potencial pode ser desprezada;
3. A variação de energia potencial pode ser desprezada;
4. O trocador é isolado do ambiente,
 A equação da primeira lei da termodinâmica pode ser
simplificada:
..
22
..
2
1
2
1
CVsssseeeeCV WgZVhmgZVhmQ 



 +





++=





+++ ∑∑
Assim, a equação se reduz:
Σmehe = Σmshs

22. Interações energéticas
 1-2 Compressão isentrópica no compressor
 2-3 Rejeição de calor isobárica no condensador
 3-4 Expansão na válvula
 4-1 Absorção de calor isobárica no evaporador

23. FIM.
OBRIGADO.