Resfriador de absorção de gases de escape e gás natural

2.1 Princípio de funcionamento
Em nosso dia a dia, como todos sabemos, sentimos uma sensação refrescante ao pingar álcool na pele, pois a evaporação absorve o calor da pele. Não apenas o álcool, mas todos os outros líquidos absorvem o calor do ambiente durante a evaporação. E quanto menor a pressão atmosférica, menor a temperatura de evaporação. Por exemplo, a temperatura de ebulição da água é de 100 °C sob 1 atmosfera de pressão, mas se a pressão atmosférica cair para 0,00891, a temperatura de ebulição da água cai para 5 °C. É por isso que, em condições de vácuo, a água pode vaporizar a temperaturas muito baixas.
Esse é o princípio básico de funcionamento de um refrigerador de absorção de LiBr. A água (refrigerante) vaporiza no absorvedor de alto vácuo e absorve o calor da água que deve ser resfriada. O vapor refrigerante é então absorvido pela solução de LiBr (absorvente) e circulado por bombas. O processo se repete.
2.2 Diagrama de fluxo
O princípio de funcionamento do chiller é mostrado na Figura 2-1. A solução diluída proveniente do absorvedor, bombeada pela bomba de solução, passa pelo trocador de calor de baixa temperatura (LTHE) e pelo trocador de calor de alta temperatura (HTHE), entrando então no gerador de alta temperatura (HTG), onde é fervida pelos gases de combustão em alta temperatura e pelo gás natural para gerar vapor refrigerante em alta pressão e alta temperatura. A solução diluída se transforma em solução intermediária.
A solução intermediária flui através do trocador de calor de alta temperatura (HTHE) para o gerador de baixa temperatura (LTG), onde é aquecida pelo vapor refrigerante proveniente do HTG para gerar vapor refrigerante. A solução intermediária torna-se, então, uma solução concentrada.
O vapor refrigerante de alta pressão e alta temperatura gerado pelo HTG, após aquecer a solução intermediária no LTG, condensa-se em água refrigerante. A água, após ser expandida, juntamente com o vapor refrigerante gerado no LTG, entra no condensador e é resfriada pela água de refrigeração, transformando-se em água refrigerante.
A água refrigerante gerada no condensador passa por um tubo em U e flui para o evaporador. Parte da água refrigerante vaporiza devido à baixíssima pressão no evaporador, enquanto a maior parte é impulsionada pela bomba de refrigerante e pulverizada sobre o feixe de tubos do evaporador. A água refrigerante pulverizada sobre o feixe de tubos absorve o calor da água que circula no feixe de tubos e vaporiza.
A solução concentrada proveniente do LTG flui através do LTHE para o absorvedor e é pulverizada sobre o feixe tubular. Em seguida, após ser resfriada pela água que circula no feixe tubular, a solução concentrada absorve o vapor refrigerante do evaporador e se torna uma solução diluída. Dessa forma, a solução concentrada absorve continuamente o vapor refrigerante gerado no evaporador, mantendo o processo de evaporação em andamento. Enquanto isso, a solução diluída é transportada pela bomba de solução para o HTG, onde é fervida e concentrada novamente. Assim, um ciclo de resfriamento é completado e o ciclo se repete.

Figura 2-1 Diagrama de Fluxo do Processo

2.3 Componentes e funções principais
1. Gerador
Função HTG: Ferve a solução com os gases de combustão em alta temperatura ou com o calor do queimador para gerar o vapor refrigerante primário, que entrará no LTG e concentrará a solução em uma solução intermediária que fluirá para o HTHE.
Função LTG: Concentra a solução intermediária em uma solução concentrada com o vapor refrigerante primário, que se transforma em água refrigerante, a qual, por sua vez, cria o vapor refrigerante secundário.

2. Condensador
Função do condensador: Condensa o vapor refrigerante secundário do LTG em água e resfria a água refrigerante primária do HTG, com o calor sendo removido pela água de resfriamento.

3. Evaporador
Função do evaporador: Ao evaporar a água refrigerante, absorve o calor da água que circula pelo sistema de ar condicionado.

4. Absorvedor
Função do Absorvedor: A solução concentrada absorve o vapor refrigerante do evaporador, sendo o calor removido pela água de resfriamento.

5. Trocador de calor
Função do trocador de calor de alta temperatura: Recupera o calor da solução intermediária do HTG.
Função do trocador de calor de baixa temperatura: Recupera calor da solução concentrada do LTG.

6. Sistema automático de purga de ar
Função do sistema: O sistema de purga de ar está pronto para bombear o ar não condensável para fora da bomba de calor e manter uma condição de alto vácuo. Durante a operação, a solução diluída flui em alta vazão para produzir uma zona de baixa pressão localizada ao redor do bocal ejetor. Dessa forma, o ar não condensável é bombeado para fora da bomba de calor. O sistema opera simultaneamente com a bomba de calor. Enquanto a bomba de calor está funcionando, o sistema automático ajuda a manter um alto vácuo interno, garantindo o desempenho do sistema e maximizando sua vida útil.
O sistema de purga de ar é composto por ejetor, resfriador, separador de óleo, cilindro pneumático e válvula.

7. Bomba de Solução
A bomba de solução é utilizada para fornecer a solução de LiBr e garantir o fluxo normal dos fluidos de trabalho dentro da bomba de calor.
A bomba de solução é uma bomba centrífuga totalmente fechada, encapsulada, que apresenta zero vazamento de líquido, baixo ruído, alto desempenho à prova de explosão, manutenção mínima e longa vida útil.

8. Bomba de Refrigerante
A bomba de refrigeração é utilizada para fornecer água refrigerante e garantir a pulverização normal da água refrigerante no evaporador.
A bomba de refrigeração é uma bomba centrífuga totalmente fechada, encapsulada, que apresenta zero vazamento de líquido, baixo ruído, alto desempenho à prova de explosão, manutenção mínima e longa vida útil.

9. Bomba de vácuo
A bomba de vácuo é utilizada para purga a vácuo na fase de inicialização e para purga com ar na fase de operação.
A bomba de vácuo possui uma roda de palhetas rotativa. O segredo do seu desempenho está no gerenciamento do óleo de vácuo. A prevenção da emulsificação do óleo tem um impacto claramente positivo no desempenho da purga de ar e ajuda a prolongar a vida útil.

10. Armário Elétrico
Como centro de controle da bomba de calor LiBr, o painel elétrico abriga os principais controles e componentes elétricos.