A refrigeração envolve processos de redução de temperatura através de três efeitos físicos: transmissão termodinâmica, evaporação e expansão de gases. Os sistemas de refrigeração são usados principalmente para armazenar alimentos a baixas temperaturas, inibindo bactérias e bolor, e manter equipamentos resfriados para melhor desempenho. Refrigeradores e ar-condicionados funcionam circulando um gás refrigerante em um circuito fechado que inclui compressor, condensador e evaporador para transferir calor do

1. Refrigeração
A refrigeração é todo processo de redução
de temperaturade uma substância dentro de um espaço
fechado. Em termos gerais, os princípios da refrigeração
se baseiam em três tipos de efeitos físicos observados
em fenômenos naturais: a transmissão termodinâmica
que provoca o resfriamento de substâncias postas em
contato com corpos a baixas temperaturas; o aumento de
temperatura provocado pela evaporação de certas
substâncias; e a queda de temperatura provocada pela
rápida expansão dos gases.
Os sistemas de refrigeração são utilizados principalmente para
armazenar alimentos a baixas temperaturas inibindo assim a
ação de bactérias, fermentação e o aparecimento do bolor bem
como manter uma temperatura estável em máquinas e
equipamentos em geral para melhorar o rendimento dos
mesmos.
Desde o final do século XVIII os cientistas procuravam construir uma máquina
que produzisse "frio" ou seja retirasse calor. O processo histórico da refrigeração
foi longo e somente no final do século XIX e que as técnicas de refrigeração foi
longo e somente no final do século XIX é que as técnicas de refrigeração
popularizaram o uso dos refrigeradores domésticos, entre eles ageladeira e o ar
condicionado.
Rendimento
O rendimento de um sistema corresponde ao quociente entre a quantidade
de energia transformada e a quantidade de energia que chega ao sistema.
Geralmente a quantidade de energia que chega ao sistema é maior que a
energia transformada, pois existem perdas (energia dissipada).
A eficiência de um equipamento de refrigeração depende de muitas variáveis, dentre as
quais, podemos destacar:

2. • diferença de temperatura entre o evaporador e o condensador.
• eficiência do compressor frigorífico.
• isolamento do conjunto.
No caso dos refrigeradores domésticos (geladeiras), o consumo de energia alto o que indica
baixo rendimento, pode ser afetado em função de :
• condição de instalação - pouna ventilação na área do condensador ou instalação
próxima de fontes quentes aumenta consumo de energia.
• modo de armazenar dos alimentos - temperatura dos alimentos muito elevadas,
líqüidos em compartimetos abertos (aumento da evaporação), má distribuição de
carga dificultando as correntes de convecção aumentam o consumo de energia.
• cuidados operacionais - o excesso de gelo no evaporador e acúmulo de poeira e
gordura no condensador aumentam o consumo de energia.
Evaporador
Responsável pelo retorno do freon na forma de gás. É no
evaporador que o gás troca calor (retira calor) da parte interna
da geladeira e faz com que o interior fique frio.
Ele esfria porque o refrigerante líqüido no seu interior evapora. O
calor flui da parte interna do refrigerador para o evaporador que
agora está frio.
O evaporador fica sempre na parte de cima do refrigerador, pois o
ar frio criado se torna mais denso e com isto ocorre o movimento
de circulação do ar através da corrente de convecção.
Faça o teste você mesmo.
Passe álcool no braço e em seguida assopre.
No instante que o álcool estiver vaporizando ele
necessita de retirar calor do braço e o que
percebemos é uma sensação de frio.

3. Condensador
O vapor do refrigerante sai do compressor sob alta
pressão e volta a se condensar com líqüido. Enquanto
isso, o refrigerante libera calor.
O condensador é uma tubulação, geralmente preta, que faz
com que se retire calor de um gás fazendo com que ele mude
de estado passando para líquido, com auxílio de alhetas.
Normalmente os condensadores trocam calor com o meio
ambiente. Nos refrigeradores em geral ele é colocado na
parte traseira e deve permanecer bem ventilado. Ao
diminuir-se a pressão de um gás diminui-se também
a temperatura.
Refrigeradores domésticos - Geladeira
Nos refrigeradores domésticos você não imagina quanta "física" há no seu funcionamento.
Eles são máquinas térmicas que retiram calor de um certo interior jogando-o no meio
externo, produzindo assim o "frio" no interior.

4. A figura ao lado temos o esquema de uma
geladeira que tem o congelador em seu
interior. Por todo o circuito (compressor,
válvula de expansão, evaporador,
condensador) da figura, circula o gás freon
12 que é o responsável pela "produção" de
frio. Nota-se que a temperatura ao longo de
todo o circuito não é constante. Temos uma
região em que o gás freon está submetido a
altas pressões (no compressor) e portanto
tem uma maior temperatura e uma outra
região em que ele está submetido à baixa
pressão (válvula ou tubo capilar) e possui
uma menor temperatura.
No esquema ao lado, a parte vermelha corresponde a região
de alta pressão (alta temperatura) e a parte azul corresponde a
baixa pressão (baixa temperatura), também vemos as partes
básicas do refrigerador (sistema de refrigeração) onde o:
• compressor: é responsável pela elevação da pressão
até 10 atmosferas e sua temperatura está
aproximadamente a 41 ºC;
• condensador: faz com que o gás passe para o estado
líquido ainda em alta pressão e então o líquido passa
para o tubo capilar;
• tubo capilar: ao sair dele terá sua pressão e
temperatura diminuídas alcançando valores próximos
de 1,6 atmosferas e - 19 ºC, nesta situação passa para
o evaporador;
• evaporador onde retorna ao estado gasoso e agora esta mudança de fase ocorre a
baixa pressão. É no evaporador que o gás freon recebe calor dos alimentos
colocados no interior da geladeira, retirando calor da parte interna, então, podemos
perceber que a "produção de frio" ocorre no evaporador.
Como ele encontra-se na parte superior da geladeira, próximo
a ele o ar se resfria tornando-se mais denso e desce para as
outras partes da geladeira fazendo que o ar mais quente e
menos denso suba criando assim as correntes de
convecção resfriando toda a parte interna.

5. Com o exposto você pode achar que então, toda a parte interna da
geladeira ficaria congelada; não pois na parte interna da geladeira é
colocada um dispositivo denominado "termostato", que encarrega-se
de manter a temperatura interior constante, isto é, tendo que estiver
na geladeira será resfriado até entrar em equilíbrio térmico com a
temperatura pré estabelecida e registrada no termostato.
Ar Condicionado
Os aparelhos de ar condicionado funcionam da mesma forma
que as geladeiras. Nas instalações, o ar a ser resfriado passa
através de uma serpentina gelada no interior da qual está o
agente refrigerante (gás freon), que o resfria e, por
condensação, lhe retira a umidade. A serpentina recebe o
nome de climatizador. O ar assim tratado é impelido por
ventiladores e transmitido por dutos até os ambientes
desejados.
Existem dois sistemas de
instalação de condicionadores
de ar: centrais que possuem
seus mecanismos concentrados
numa das dependências do
prédio e os individuais onde
que se adapta a aberturas feitas
nas paredes dos aposentos que
se deseja resfriar.

6. correntes de convecção sistema de dutos de refrigeração

7. correntes de convecção sistema de dutos de refrigeração