quarta-feira, 6 de janeiro de 2016


Refrigeração eletrônica 


Principalmente em bebedouros mas também em equipamentos sofisticados como adegas climatizadas, a refrigeração deles é "eletrônica", sem o uso de compressor, gás refrigerante, etc.
Essa é uma tecnologia que veio para ficar, em determinados equipamentos, e muitas pessoas que trabalham com refrigeração não a conhecem.
O segredo da "refrigeração eletrônica" são os módulos Peltier ou pastilhas termoelétricas.
Módulos Peltier, também conhecidos como pastilhas termoelétricas, são pequenas unidades que contém uma série de semicondutores (transistores) agrupados em pares, para operarem como bombas de calor.
Uma unidade típica tem espessura de alguns milímetros e forma quadrada ( 4x40x40 mm). Esses módulos são essencialmente um sanduíche de placas cerâmicas recheado com pequenos cubos de telureto de bismuto.
Essa série de semicondutores é soldada entre duas placas cerâmicas, eletricamente em série e termicamente em paralelo.
Quando uma corrente DC passa por um ou mais pares, há uma redução na temperatura da junta ("lado frio") resultando em uma absorção do calor do ambiente.
Este calor é transferido pela pastilha pela movimentação de elétrons.
A capacidade de bombeamento de calor de uma pastilha termoelétrica é proporcional à corrente e o número de pares de elementos tipo-n e tipo-p Sua operação é baseada no “Efeito Peltier”, que foi descoberto em 1834.
Quando uma corrente é aplicada, o calor move de um lado ao outro – onde ele deve ser removido com um dissipador.
Esse ponto é importante porque o calor, como uma forma de energia que é, não desaparece, ele tem que ser movido.
Por isso todos os aparelhos que usam a refrigeração eletrônica contam com ventoinhas e não podem ser instalados confinados.
Tanto para aquecimento como resfriamento, é necessário utilizar algum tipo de dissipador para coletar calor (em modo de aquecimento) ou dissipar calor (em modo de resfriamento) para outro meio (: ar, água, etc.).
Sem isso o módulo estará sujeito a superaquecimento - com o lado quente superaquecido o lado frio também esquentará, consequentemente calor não será mais transferido.
Quando o módulo chegar à temperatura de refluxo da solda utilizada, a unidade será destruída. Frequentemente utiliza-se uma ventoinha quando dissipador estiver trocando calor com o ar, mas isto não é obrigatório,
 Pastilhas termoelétricas são utilizadas em aplicações pequenas de resfriamento como microprocessadores ou até em médias como geladeiras portáteis, adegas para vinho e bebedoruros. Atualmente, os módulos mais potentes podem transferir um máximo de 250W ( conversão de W para BTUS).
As pastilhas podem ser empilhadas para se chegar temperaturas mais baixas, embora alcançar temperaturas muito abaixo de zero e requer processos complexos e caros. Existe um limite prático do tamanho dos módulos de cerca de 60 milímetros.
Isso ocorre porque
Devido às diferenças de calor, o lado frio da pastilha contrairá enquanto o lado quente expandirá, causando estresse nos elementos e nos pontos de solda.
Quanto maior o módulo, maior o estresse.
Pode ser utilizado mais de um módulo para aumentar a transferência de calor ou empilhados uns sobre os outros para aumentar a diferença entre o lado frio e o lado quente.
Contudo, quando a temperatura entre o lado frio e o lado quente não precisa ser mais de 60°C, pastilhas simples são mais recomendadas.
Quando esta diferença tem que ser maior de 60°C, módulos múlti-estágios devem ser utilizados. Pastilhas termoelétricas operam com corrente contínua, DC.
Uma fonte chaveada pode ser utilizada, mas suas variações devem estar limitadas a +-10%. A frequência ideal é 50-60 Hz.
O efeito Peltier tende a perder sua vantagem competitiva para transferências de calor acima de 200W. Existem certas aplicaçoes militares e científicas que o utilizam para transferir centenas de kilowatts mas nesses casos o custo não é um problema ao contrá'rio do que ocorre em produtos para o mercado consumidor.
Um ar condicionado ou uma geladeira de grande porte poderá vir a ser produzida em escala industrial, mas por enquanto seus custos são proibitivos.
Módulos Peltier tem grandes vantagens como tamanho reduzido e ausência de peças móveis e ruído, mas seu custo por por watt transferido é muito superior a um compressor, seu principal concorrente tecnológico.
Como aparelhos de ar condicionados requerem uma transferência de calor muito maior para resfriar ambientes do que uma mini-geladeira portátil, por exemplo, não são economicamente viáveis.
O mesmo ocorre com geladeiras e congeladores (freezers) residenciais.
É importante também salientar que, no caso de aparelhos de ar condicionado, mesmo quando eles forem produzidos em escala industrial, um dissipador de calor terá de ser acoplado ao sistema e ao exterior do ambiente para que ele realmente seja resfriado.
Ou seja, estes aparelhos não poderão substituir resfriadores portáteis que reduzem temperatura somente com gotículas de água e sem nenhuma dissipação para o exterior
A grande vantagem de pastilhas do tipo Peltier são a ausência de peças móveis, tornando extremamente preciso o controle de temperatura, não uso de gás refrigerante, sem barulho e vibração; além do tamanho reduzido, alta durabilidade e precisão.
Elas são utilizadas hoje em inúmeros setores, principalmente os de bens de consumo, automotivo, industrial e militar.
São mais comuns em países desenvolvidos mas elas tiveram grande penetração no Brasil com os bebedouros eletrônicos, fabricados por várias empresas.
Para aplicações de transferência de calor de até 200 W as pastilhas termoelétricas tem várias vantagens sobre os compressores: são mais confiáveis que um compressor além de necessitar praticamente nenhuma manutenção.
São ideais para aplicações de resfriamento que são sensíveis a vibrações mecânicas ou têm um tamanho ou espaço limitado.
Para estimar qual pastilhas e quantas serão necessárias é preciso determinar a carga térmica de onde elas serão aplicadas.
É o mesmo processo de dimensionamento de um compressor para uma geladeira, por exemplo.
O controle de temperatura pode ser feito variando a voltagem fornecida a pastilha termoelétrica ou desligando/ ligando ela.
Certos fabricantes não recomendam o deligar/ ligar por achar que isso encurta a vida útil delas enquantos outros não tem essa restrição.
A umidade pode ser um problema se o módulo for utilizado para resfriar perto de 0o. C, uma vez que o vapor presente no ar pode condensar, molhando a pastilha.
A umidade dentro do módulo pode causar corrosão e resultar em um curto-circuito.
Costuma-se utlizar isolantes de silicone ou epoxy nas bordas.



pu7imw@ibest.com.br

A substituição do R-22

A substituição do R-22 pode ser feita utilizando ISCEON™ MO99™. Este produto é uma alternativa para a substituição do R-22 em sistemas de condicionamento de ar e de refrigeração com expansão direta, por se tratar de um fluido refrigerante HFC, de fácil utilização e que não degrada a camada de ozônio.

Classificação ASHRAE: R-438A
Aplicações:
·                                 Ar-condicionado comercial, incluindo:
- Roof Tops;
- Condicionadores de ar de Janela;
- Chillers de expansão direta;
- Splits.
·                                 Ar-condicionado residencial.
·                                 Refrigeração (Baixa e Média Temperatura), incluindo:
- Self Contained;
- Unidades Condensadoras;
- Racks.
Benefícios
·                                 Proporciona Retrofit fácil, rápido e de baixo custo, uma vez que não exige troca de válvulas de expansão ou outros componentes mecânicos;
·                                 HCF: não apresenta potencial de degradação da camada de ozônio. Sua utilização não será interrompida devido ao Protocolo de Montreal;
·                                 Compatível com os lubrificantes a base de Óleo Mineral (OM), Alquilbenzeno (AB) ou Poliol Éster (POE): Na maioria dos casos, não é necessário substituir o tipo de lubrificante do sistema;
·                                 Potencial de Aquecimento Global (GWP) 42% inferior ao R-404A;
·                                 Temperatura de descarga reduzida: Possível prolongamento da vida útil do equipamento;
·                                 Em caso de vazamento, pode-se completar a carga de fluido refrigerante durante o serviço de manutenção sem a remoção de todo o produto (fluido refrigerante), desde que o sistema já esteja com ISCEON™ MO99™ e que a carga seja feita na fase líquida;
·                                 Mantém, na maioria dos casos, o desempenho similar ao do R-22 em termos de capacidade de refrigeração e eficiência energética;
·                                 Permite continuar o uso de equipamentos projetados para HCFCs.

Performance Esperada após o Retrofit
(Com base em experiências de campo, testes de calorímetro e dados de propriedades termodinâmicas)
O ISCEON™ MO99™ apresenta capacidade de refrigeração e eficiência enegética similares ao R-22 e proporciona redução das temperaturas de descarga. Não é necessário alterar o set point durante o Retrofit e em caso de vazamento de ISCEON™ MO99™, pode-se completar a carga com o mesmo fluido refrigerante. Para otimizar a performance após o retrofit, é necessário realizar alguns ajustes minoritários no sistema, dependendo das condições operacionais e do projeto do equipamento.

Considerações para Retrofit

O ISCEON™ MO99™ é compatível com lubrificantes a base de OM, AB e POE, e na maioria dos casos, não é necessário substituir o tipo de lubrificante utilizado atualmente. Entretanto, em sistemas com configuração de tubulação complexa, o retorno do óleo mineral pode ser prejudicado. Nesses casos, recomendamos adicionar POE. Menores modificações no equipamento (substituição de selos e ajustes na válvula de expansão) podem ser requeridas. Não é necessário trocar as vávulas de expansão desde que o sitema tenha sido projetado corretamente para o R-22. Consulte as Diretrizes de Retrofit para ISCEON™ MO99™ para obter mais detalhes.

Segurança


Este fluido refrigerante pode ser utilizado com segurança sob condições normais de uso. O ISCEON™ MO99™ recebeu a classificação de segurança ASHRAE A1, similar ao R-22, R-502, R-404A e R-407C. Este fluido não é inflamável e não é tóxico. Consulte a Ficha de Informações de Segurança de Produtos Químicos (FISPQ) 
para outras informações.