Equip. produção de água gelada

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Universidade Federal de Rio Grande
Escola de Engenharia
Equipamentos Industriais e de Processo
Equipamentos para 
produção de água gelada
Introdução
A água gelada possui muitas
aplicações, mas é usada principalmente
para:
• Consumo humano;• Consumo humano;
• Em instalações de ar condicionado
com central de água gelada e sistema
fan-coils.
A instalação de água gelada pode ser individual ou
centralizada.
Diz-se que a instalação é individual quando a água
gelada é produzida no próprio local de consumo.
Introdução
gelada é produzida no próprio local de consumo.
Exemplo: bebedouros.
Quando existem vários pontos a alimentar com água
gelada, são usadas instalações centralizadas, as quais
alimentam esses pontos.
Equipamentos
O equipamentos essenciais de uma instalação de água
gelada são, no caso de sistemas de compressão de
vapor:
1) Compressor;1) Compressor;
2) Condensador; 
3) Evaporador; 
4) Válvula de expansão;
5) Acessórios.
Equipamentos
Equipamentos
Compressor
Os tipos de compressores utilizados
são: o alternativo, palhetas,
Equipamentos
centrífugos, axiais e os de parafuso.
Compressor
Funções:
- Reduzir a pressão sobre o líquido refrigerante, de modo a
fazer baixar sua temperatura de vaporização, tornando-a
assim inferior à temperatura do meio a refrigerar, com isso
Equipamentos
assim inferior à temperatura do meio a refrigerar, com isso
ocorre a retirada de calor do meio;
- Elevar a pressão sobre o gás, o que acarreta a elevação
da temperatura de condensação do mesmo. Como essa
temperatura se torna maior do que a do meio de
resfriamento, dá-se a condensação do gás.
Condensador
Tem a função de receber o gás
vindo do compressor e em
temperatura elevada e prover
Equipamentos
temperatura elevada e prover
a condensação do mesmo.
Pode ser resfriado a ar ou a
água. Nas instalações de
pequeno e médio portes
emprega-se o condensador
resfriado a ar com ventilador.
Evaporador
É onde se processa a produção de água gelada. Após o
fluído refrigerante passar para o estado líquido no
Equipamentos
fluído refrigerante passar para o estado líquido no
condensador ele, então segue para o evaporador, mas
antes passa pela válvula de expansão, onde a pressão
sobre o líquido se reduz até que sua temperatura de
vaporização se torne inferior à temperatura do meio a
refrigerar.
Evaporador
Os evaporadores destinados
a refrigerar a água constam
Equipamentos
de uma serpentina que fica
imersa no tanque de água a
refrigerar.
Algumas informações são necessárias para o projeto da
instalação para água gelada. São elas:
- Número de bebedouros necessários;
- Consumo de água gelada;
Instalações de Água Gelada
- Consumo de água gelada;
- Temperatura da água;
- Velocidade da água nos encanamentos alimentadores
na instalação central.
Refrigeração individual da água 
Neste sistema unidades compactas constituem o próprio
equipamento frigorífico.
A unidade reúne, de forma compacta, os elementos
fundamentais para a realização do ciclo de refrigeração:fundamentais para a realização do ciclo de refrigeração:
compressor, condensador resfriado a ar, evaporador de
serpentina no interior de uma pequena caixa onde a água
irá resfriar.
Pode conter também:
• Termostato regulável, cuja a função é atuar sobre o relé
que aciona o motor do compressor;
Refrigeração individual da água 
que aciona o motor do compressor;
• Secador e filtro, destinados a remover qualquer umidade
no tubo entre o condensador e o evaporador.
Os bebedouros são alimentados por uma coluna d’água.
O ramal do bebedouro pode ser em cobre, PVC ou ferro
galvanizado.
A pressão com a qual sairá o jato de água gelada
Refrigeração individual da água 
A pressão com a qual sairá o jato de água gelada
depende do desnível entre o reservatório superior e o
bebedouro, pois a água contida na caixa do bebedouro
trabalha por pressão hidrostática e não por bombeamento.
- Bebedouro industrial de 
200 litros
- Utiliza compressor
Hermético.
- Gás refrigerante:
Refrigeração individual da água 
- Gás refrigerante:
134A
- Tanque interno e 
Tubulação em Inox.
Efeito Peltier
Alguns bebedouros de instalação individual operam através
do Efeito Peltier.
O efeito peltier é responsável por produzir o surgimento de
Refrigeração individual da água 
O efeito peltier é responsável por produzir o surgimento de
um gradiente de temperatura entre dois materiais diferentes
quando alimentados por uma fonte de energia (diferencial
de potencial elétrico). Este gradiente de temperatura se dá
quando há a passagem de corrente elétrica através de um
ou mais pares de semicondutores do tipo N e do tipo P.
Efeito Peltier
Ao se aplicar uma corrente elétrica contínua no terminal de
material tipo N, elétrons migram do material tipo P para o
material tipo N. Em função disso, essas junções irão permitir o
fluxo de calor.
Refrigeração individual da água 
fluxo de calor.
Assim, uma das superfícies resfria-se. A outra superfície irá se
aquecer, sendo esse calor dissipado para o ambiente através
de um sistema conveniente. Nesse sistema, o baixo consumo
de energia é priorizado, assim, o bebedouro eletrônico
consome em média, 40% menos energia que um bebedouro a
compressor.
Efeito Peltier
Indicados para uso residencial, devido a sua capacidade de
refrigeração de água (menor que em bebedouros a compressão.
Em média, a quantidade máxima de água refrigerada nestes
equipamentos fica em torno de 20 litros/dia.
Refrigeração individual da água 
Vantagens
- 40% mais econômico em consumo de energia
- Aparelho mais barato
-Mais leve
Desvantagens
- Quantidade de água refrigerada por dia é limitada
- Não é um produto para uso intenso.
Instalação central de água gelada potável
Capacidade do reservatório de água gelada 
potável
O consumo de água não é uniforme, por isso o
reservatório de água deve possuir água acumulada parareservatório de água deve possuir água acumulada para
atender os níveis elevados de consumo.
A capacidade do reservatório depende da hipótese de
consumo, deve-se considerar ainda períodos de parada do
compressor, realizando assim um grande
dimensionamento e o isolamento térmico do reservatório.
Capacidade do reservatório de água gelada
potável
Deve-se levar em conta no dimensionamento do tanque, a
Instalação central de água gelada potável
Deve-se levar em conta no dimensionamento do tanque, a
temperatura da água na superfície, pois esta pode estar
acima da requerida para distribuição, além disso deve ser
considerado o espaço ocupado pela serpentina do
evaporador.
Escolha do compressor
O tipo de compressor para instalação de água gelada
potável é o alternativo.
O problema da escolha do compressor consiste em
Instalação central de água gelada potável
O problema da escolha do compressor consiste em
calcular o número de toneladas de refrigeração necessário
para atender à instalação, isto é, para retirar a quantidade
de calor necessária (carga térmica do sistema).
Escolha do compressor
Nesse caso a quantidade de calor a ser retirada deve-se a:
Instalação central de água gelada potável
• Ganho de calor por condução na rede de distribuição;
• Perdas por condução no reservatório;
• Perda sofrida pela água na bomba de recirculação;
• Quantidade de calor a ser retirado da água de consumo;
Filtros de velas
É indispensável uma
instalação de filtragem em
um instalação para
Instalação central de água gelada potável
um instalação para
alimentação de bebedouros.
Pode ser utilizado o filtro de
velas ou de areia.
Exemplo de uma instalação central de água
geladapotável
Instalação de ar condicionado com emprego 
de água gelada
Pelo motivo dos dutos de ar condicionado das
instalações centralizadas apresentarem dimensões
inaceitáveis, pelo espaço que ocupam, recorre-se ao uso
do sistema fan-coil, em grandes edifícios.
Nesse sistema existe uma central produtora de águaNesse sistema existe uma central produtora de água
gelada (Chiller). A água é conduzida em tubulações
isoladas e de diâmetros relativamente pequenos, para
locais apropriadamente escolhidos onde, passando em
serpentinas (coils), recebe uma corrente de ar fornecido
por um ventilador (fan).
Instalação de ar condicionado com emprego 
de água gelada
Dos compartimentos dos fan-coils, o ar segue,
resfriado, em dutos que atendem ao ambiente a ser
climatizado.
Em geral, as tubulações de água gelada, devidamenteEm geral, as tubulações de água gelada, devidamente
isoladas, passam no interior de poços e de tetos falsos, e
nunca no interior de paredes.
É indicado para empreendimentos que possuem grandes
cargas térmicas de dissipação (>100 TR´s)
Instalação de ar condicionado com emprego 
de água gelada
Central de água gelada
Água é bombeada dos Chillers até as serpentinas de
resfriamento.
Instalação de ar condicionado com emprego 
de água gelada
Instalação de ar condicionado com emprego 
de água gelada
Os fan-coils recebem a água gelada a aproximadamente
7ºC e a devolve a cerca de 12ºC para o chiller.
Central de água gelada - “Chiller”
Instalação de ar condicionado com emprego 
de água gelada
Instalação de ar condicionado com emprego 
de água gelada
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MACINTYRE, Archibald Joseph. Equipamentos Industriais
e de Processo. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
STOECKER, W. F., JONES, J.W. Refrigeração e Ar
Condicionado. Ed McGraw-Hill. São Paulo, 1980.Condicionado. Ed McGraw-Hill. São Paulo, 1980.
CREDER, H. Instalações de Ar condicionado. Ed. LTC.
São Paulo: 2004.
Catálogos técnicos Mercalor e Mycon.