Tipos de descongelação em refrigeração

Tipos de desescarches en refrigeración

Tipos de descongelação em refrigeração

O processo de descongelação em sistemas de refrigeração é crucial para o correto funcionamento do equipamento e permite a remoção do gelo gerado após a desumidificação e subsequente congelamento da humidade do ar.

Esquema proceso de desescarche

Primeiro, planeamos um programa de descongelação, onde acordamos a frequência da descongelação. Inicialmente, ao fechar a válvula solenoide do refrigerante para impedir que o refrigerante entre no evaporador, o compressor aspira o refrigerante restante até parar devido à baixa pressão. Este processo permite que o sistema esvazie completamente e com segurança o evaporador. Durante a descongelação, em geral, tanto os compressores como as ventoinhas são desligados para minimizar o fluxo de ar quente para a câmara refrigerada.

O núcleo do descongelamento envolve o fornecimento de calor suficiente para derreter o gelo acumulado, utilizando diferentes fontes de calor, dependendo do método utilizado, tais como ar, água, aquecedores eléctricos ou gás quente do compressor. A descongelação termina quando uma sonda detecta que a temperatura é superior a 0°C ou quando decorre um período de tempo predefinido, garantindo que o processo é eficaz e consistente.

Para além destes passos, é essencial considerar tempos de atraso como o tempo de gotejamento, secagem, drenagem ou injeção para permitir que a água escorra e o evaporador arrefeça, reduzindo o choque térmico e estabilizando as condições no interior da câmara. Estas práticas não só melhoram a eficiência energética e o funcionamento dos sistemas de refrigeração, como também prolongam a vida útil do equipamento, mantendo a conservação óptima e segura dos produtos.

Tipos de descongelação

Nos sistemas de refrigeração, a eficácia da descongelação dependerá da capacidade do método utilizado para gerar calor suficiente para derreter o gelo acumulado, minimizando o consumo de energia e o tempo necessário. Os métodos mais comuns incluem a descongelação por ar, a descongelação por resistência eléctrica, a descongelação por gás quente, a descongelação por glicol quente e a descongelação por ciclo inverso. Cada um tem as suas particularidades e deve ser selecionado com base na eficiência, bem como no seu impacto nos produtos armazenados.

Descongelação do ar

No domínio da refrigeração, a descongelação por ar é posicionada como um método eficaz de combate à acumulação de gelo nos evaporadores. Este processo utiliza o ar da própria câmara para descongelar eficazmente o gelo.

A sua adequação é intensificada em câmaras com temperaturas superiores a 4°C, uma vez que a temperaturas inferiores a sua eficácia é reduzida.

Esquema proceso de desescarche por aire

O sistema começa com o fecho da válvula solenoide de líquido, que interrompe o fluxo de refrigerante para o evaporador e para ser esvaziado pelo compressor até parar. Neste caso, os ventiladores recirculam o ar na câmara fazendo-o passar pela serpentina, facilitando a descongelação do gelo acumulado. O processo de descongelação termina automaticamente, quer pela deteção da temperatura do set point de descongelação através de uma sonda, quer pelo cumprimento do tempo definido no sistema, garantindo que o evaporador volta ao funcionamento normal sem choques térmicos com uma transição suave para o reinício da atividade de refrigeração.

A descongelação do ar é útil em ambientes que requerem um controlo meticuloso da humidade, como as câmaras de frutas e legumes ou os armazéns. Também é comum em salas de trabalho. Os equipamentos especializados INTARCON, como os das caves ou barris de vinho engarrafado, e os equipamentos industriais compactos de alta temperatura, como o superbloco R-290, utilizam este método. Desta forma, optimizam o ambiente de conservação e mantêm a eficiência energética e operacional do sistema.

Descongelação por resistência eléctrica

A indústria de refrigeração utiliza a descongelação por resistência eléctrica como um método eficaz e controlado para eliminar a acumulação de gelo nos evaporadores. Este sistema consiste na integração de aquecedores eléctricos diretamente no interior do evaporador, com o objetivo de aquecer a superfície afetada e derreter o gelo.

A descongelação por resistência é amplamente utilizada em aplicações comerciais e industriais em que é necessário um controlo preciso do processo de descongelação.

Esquema proceso de desescarche por resistencias eléctricas

O processo é quase normal, começando com o fecho da válvula solenoide de líquido para parar o fluxo de refrigerante, seguido da drenagem do compressor. Os ventiladores e os compressores são então desligados simultaneamente para preparar o sistema. Em seguida, são activados os aquecedores eléctricos, que são seleccionados para fornecer a quantidade de calor necessária para derreter o gelo no tempo desejado. Os tempos de atraso são ajustados adequadamente para garantir que o processo de descongelação seja concluído de forma eficiente.

A popularidade da utilização de aquecedores eléctricos deve-se à sua simplicidade e facilidade de controlo. São ideais para muitas aplicações, incluindo evaporadores de média e baixa temperatura e equipamento dividido. Este método assegura uma remoção rápida e eficaz do gelo. Além disso, permite a retoma rápida e segura das operações normais de refrigeração. Isto é crucial em ambientes comerciais e industriais onde o tempo de inatividade tem de ser minimizado.

Degelo a gás quente

O degelo por gás quente destaca-se como um método altamente eficaz de remover o gelo dos evaporadores em sistemas de refrigeração. Esta técnica liga a descarga do compressor diretamente ao evaporador, a jusante do sistema de expansão, utilizando o calor gerado durante a compressão do refrigerante para derreter o gelo acumulado. Isto resulta numa potência de descongelação igual à potência absorvida pelo compressor, como se mostra no diagrama de Mollier abaixo.

Desescarche por gas caliente con R134 a

Este método é particularmente útil em instalações de refrigeração que requerem uma descongelação frequente e eficiente, oferecendo um sistema simples mas eficaz em que o calor gerado e o frio se encontram no mesmo ponto.

Medidas e precauções para a descongelação a gás quente

Para garantir a segurança, o desempenho e a eficácia da descongelação a gás quente, é fundamental aplicar determinadas medidas:

PrecauçõesMedidas de segurança na instalação
Prevenção de refluxos de líquido para o compressorSeparador de aspiração
Prevenção da mistura de líquidos ou gases quentes com líquidos friosVálvula reguladora de pressão
Evitar picos de pressãoVálvula de descompressão
Evitar a expansão do líquido na linha de aspiração 

Explorando as variantes do método, o degelo a gás quente de 3 tubos oferece uma alternativa simplificada. Ele reduz a temperatura do gás quente por meio de uma válvula de pressão estática. Isto permite o arrefecimento do gás e a sua entrada no evaporador a uma pressão e temperatura reduzidas. Isto minimiza o stress térmico e maximiza a eficiência. Assim, o gás regressa aos compressores sem o risco de condensação.

Esquema de desescarche por gas caliente con sistema de 3 tubos
Esquema - Sistema de 3 tubos
Esquema de desescarche por gas caliente con sistema de 4 tubos
Esquema - Sistema de 4 tubos

O sistema de 4 tubos, por outro lado, utiliza a inversão de ciclo nos evaporadores. Permite utilizar o calor de condensação dos compressores para otimizar a remoção do gelo. Envolve um controlo mais complexo do fluxo de gás quente para evitar sobrecargas e garantir a eficiência no ciclo de funcionamento.

Estes métodos de descongelação por gás quente são soluções robustas e eficazes para sistemas de refrigeração em INTARCON. São adequados para aplicações comerciais e industriais de média e baixa temperatura, garantindo um desempenho ótimo e uma gestão eficiente do ciclo de frio.

Descongelamento por glicol quente

O degelo com glicol quente é um método eficiente que utiliza uma solução aquecida de glicol bombeada através de serpentinas no interior do evaporador para derreter o gelo acumulado. Este processo começa com a abertura da válvula solenoide do glicol e a ativação da bomba da unidade hidráulica, permitindo que o glicol quente flua diretamente para o evaporador.

Durante a descongelação, o glicol quente funciona num circuito separado no evaporador, transferindo eficazmente o seu calor para o gelo e facilitando a sua fusão rápida e completa. Este método é particularmente valorizado pela sua capacidade de controlar com precisão o processo de descongelação sem aumentar a humidade ambiente.

Esquema de proceso de desescarche por glicol caliente

Quando a temperatura alvo é atingida ou o tempo programado é alcançado, o processo de descongelação é terminado. O glicol é recolhido e devolvido ao depósito de reserva para reutilização. As instalações devem ser preparadas com ligações hidráulicas adequadas para o glicol quente.

Descongelação em ciclo inverso

A descongelação de ciclo inverso tira partido da reversibilidade dos sistemas de refrigeração. Converte o evaporador no condensador e vice-versa para derreter rapidamente o gelo. Durante este processo, o ventilador da câmara pára. A válvula de 4 vias muda a direção do refrigerante para o evaporador, que actua como um condensador. O refrigerante transfere o calor para o gelo acumulado e derrete-o eficazmente.

Após a conclusão do descongelamento, o ciclo continua com o refrigerante no estado líquido. Este passa através do filtro e da válvula de expansão termostática para o condensador, que funciona agora como um evaporador. Assim, o ciclo é completado. Este método destaca-se pela sua rapidez e eficiência energética, garantindo uma descongelação eficaz sem comprometer o desempenho do sistema de refrigeração.

No diagrama de Mollier, pode ver-se que toda a potência de condensação é utilizada para a descongelação. Inclui tanto o calor sensível como o calor latente de condensação. Isto demonstra a eficácia e a otimização deste método de eliminação do gelo nos evaporadores.

Diagrama de Mollier para desescarche por gas caliente

Aplicações, vantagens e desvantagens de cada tipo de descongelação

Tipo de descongelaçãoAplicaçãoVantagensDesvantagens
Ar

Sistemas e

câmaras frigoríficas > 4ºC

Equipamentos de alta humidade

Equipamentos para armazéns

Simples e económico

Baixo consumo

Manutenção reduzida

Secagem optimizada

Tempo prolongado

Limites de temperatura

Danos no produto não embalado

 

Resistência eléctrica

Armazéns, supermercados Comercial

Sistemas industriais

 

Velocidade

Simplicidade

Controlo preciso

Elevado consumo de energia

Risco de sobreaquecimento

Manutenção

Gas caliente3 tubos (3T)Supermercados, entrepostos frigoríficos

Simplicidade

Custo inicial mais baixo

Regulação e controlo

Redução do stress mecânico e térmico

Sem recuperação de calor

COP limitado

Desempenho do sistema

4 tubos (4T)Sistemas de refrigeração industrial

Maior eficiência energética

Menor impacto da temperatura da câmara

Recuperação de calor

COP superior a 3

Complexidade

Custo inicial elevado

Penalização do consumo do compressor

Gestão da pressão diferencial

Dessincronização por precaução

Frequência de descongelação limitada

Evaporadores 2 para 1

Inversão de cicloSistemas HVAC-R

Elevado poder de descongelação

Eficiência energética

Localização da fonte de calor

Execução rápida

Complexidade

Risco de golpe de aríete

Desgaste operacional

Glicol quente

Turbofrezzer de amoníaco

Aplicações industriais de CO2

Eficiente, simples

Evita o risco de golpe de aríete no refrigerante

Ciclo sem interrupções

Temperatura da área controlada

Necessita de um sistema de bombagem

Complexidade

Custo

Controlo

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