Seleção de Evaporadores

Em um ciclo frigorífico, o fluido refrigerante absorve o calor do ambiente a ser refrigerado ao percorrer a serpentina do evaporador, e dissipa este calor ao percorrer a serpentina do condensador. Para isso, o fluido precisa manter uma diferença de temperatura em relação a estes dois ambientes.

Seleção de Evaporadores - Figura01

No caso do evaporador, como o objetivo é absorver o calor da câmara, o fluido deve estar a uma temperatura mais baixa que o ambiente a ser refrigerado. Como esta diferença de temperatura tem uma influência direta na humidade relativa da câmara, o seu valor deve ser determinado de acordo como tipo de produto armazenado:

Seleção de Evaporadores - Figura02

Os catálogos de evaporadores normalmente indicam a capacidade para uma diferença de 6°C, que é o DT mais usual na refrigeração comercial. Para selecionar um evaporador com um DT diferente do indicado em catálogo, deve-se aplicar a seguinte relação na carga de evaporação requerida:

Seleção de Evaporadores - Figura03

 

Desta maneira, a carga requerida será convertida para o mesmo DT de catálogo, permitindo a seleção correta do evaporador.

 

Além de determinar o DT correto para cada aplicação, ao selecionar um evaporador, deve-se analisar também a sua flecha de ar e a sua vazão para verificar se atendem às condições adequadas da câmara.

A flecha de ar representa a distância máxima que o ar refrigerado pode alcançar dentro da câmara a partir do ventilador do evaporador. O valor de flecha de ar indicado em catálogos de evaporadores deve levar em conta uma vazão livre de obstruções, considerando somente a perda de carga da serpentina.

 

Seleção de Evaporadores - Figura04

Recomenda-se verificar a posição de instalação do evaporador de modo a permitir um fluxo de ar livre ao longo da área refrigerada, garantindo que a flecha de ar alcance a distância necessária. Também é importante evitar a instalação de evaporadores acima de portas, já que a cada abertura, o ar quente do ambiente externo poderá ser sugado pelo evaporador e ser redirecionado para a câmara, aumentando a carga térmica.

 

Seguem abaixo algumas recomendações de instalação de evaporadores para diversas configurações de câmara:

Seleção de Evaporadores - Figura05

A vazão do evaporador é importante para calcular o número de trocas de ar dentro da câmara. Este número é calculado pela divisão entre a vazão do evaporador e o volume interno da câmara. O valor encontrado deve estar dentro de uma faixa de tolerância específica para cada aplicação, conforme tabela abaixo:

Seleção de Evaporadores - Figura06

Evaporadores que ofereçam um valor de troca de ar menor que o recomendado não apresentam uma vazão adequada dentro da câmara. Como consequência, algumas áreas no seu interior poderão esquentar por não receberem um fluxo de ar frio adequado e isso pode comprometer as condições de armazenagem dos produtos.

Evaporadores que ofereçam um valor de troca de ar acima do recomendado, apresentam uma vazão muito alta, maior que o necessário para sua aplicação. Uma vazão excessiva pode influenciar os níveis de humidade no interior da câmara e ressecar os produtos armazenados.

 

Exemplo de seleção:

Selecionar um evaporador Flexcold para uma câmara de conservação de congelados, com -12°C de temperatura interna e DT de 8°C com uma carga requerida de 6000 kcal/h. Esta câmara possui 8 metros de comprimento, por 5 metros de largura e 4 metros de altura.

Temperatura de Evaporação:

A temperatura de evaporação será igual à temperatura interna da câmara menos o DT, ou seja:

 

Seleção de Evaporadores - Figura07

 

Carga de Evaporação:

Como os catálogos que usaremos de referência indicam a capacidade dos evaporadores para um DT de 6°C, será necessário corrigir a carga requerida, com 8°C de DT, para esta condição de 6°C, logo:

 

Seleção de Evaporadores - Figura08

 

Seleção de Evaporador:

Inicialmente deve-se verificar se há algum modelo que ofereça uma flecha de ar mínima de 8 metros para atender o comprimento máximo da câmara, posteriormente, deve-se verificar se a vazão do modelo selecionado atende o número de trocas de ar para uma câmara de conservação de congelados.

O Evaporador FLE053 possui uma capacidade de 4560 kcal/h em -20°C de evaporação, com vazão de 5324 m³/h e flecha de ar de 9 metros:

Seleção de Evaporadores - Figura09

O próximo passo é verificar o número de trocas de ar que este modelo atende. Para uma câmara de 8 x 5 x 4 metros, o volume total será de 160m³, ou seja:

 

Seleção de Evaporadores - Figura10

 

Para uma câmara de conservação de congelados, os limites de troca de ar estão entre 40 e 80 trocas por hora. Como o modelo selecionado apresentou apenas 33 trocas/h, este modelo não poderá ser utilizado, já que sua vazão é muito baixa e não garantirá um fluxo de ar adequado no interior da câmara.

 

Para solucionar este problema, deve-se buscar um evaporador de maior vazão. Como um evaporador de baixo perfil não oferece uma vazão adequada para esta aplicação deve-se buscar um modelo de médio perfil, neste caso, consideraremos o modelo Flexcold FM.

 

De acordo com o catálogo, o modelo que atende a carga de 4500 kcal/h com DT de 6°C (6000 kcal/h para DT de 8°C) é o FME178, com capacidade de 4692 kcal/h em -20°C de evaporação, vazão de 8546 m³/h e flecha de ar de 20m:

 

 

Seleção de Evaporadores - Figura11

Para se calcular o número de trocas de ar, aplica-se a mesma relação:

Seleção de Evaporadores - Figura12

Como o número de trocas está dentro da faixa de tolerância para esta aplicação, este modelo pode ser utilizado.

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