Inrefrigerador de absorção de brometo de lítioEm sistemas de refrigeração, a solução de brometo de lítio (LiBr) atua como o principal absorvente, viabilizando o ciclo de refrigeração por meio de suas fortes propriedades hidroscópicas. Ao absorver prontamente o vapor de água, ela mantém um ambiente de baixa temperatura e baixa pressão dentro do absorvedor, facilitando assim a produção de água gelada. No entanto, a solução de LiBr apresenta características de solubilidade dependentes da temperatura. Quando os parâmetros de operação se desviam das especificações de projeto e a concentração da solução excede seu limite de solubilidade na temperatura predominante, o LiBr precipita da fase líquida na forma de cristais sólidos — um fenômeno conhecido como cristalização.

O mecanismo subjacente pode ser ilustrado por analogia a uma solução de açúcar supersaturada: em temperaturas elevadas, mais soluto pode ser dissolvido, enquanto uma redução na temperatura ou uma concentração excessiva de soluto resulta em precipitação. Em sistemas de LiBr, princípios termodinâmicos semelhantes se aplicam, com a cristalização ocorrendo quando a supersaturação é atingida.

Implicações operacionais da cristalização

A cristalização apresenta riscos operacionais significativos para resfriadores de absorção. Depósitos sólidos de LiBr podem se acumular nos canais de circulação, obstruindo distribuidores de spray e linhas de solução, restringindo assim o fluxo do absorvente. Além disso, a deposição de cristais nas superfícies dos trocadores de calor forma uma camada isolante, prejudicando o desempenho da transferência de calor e reduzindo substancialmente a capacidade de refrigeração. A restrição de fluxo também pode levar a desequilíbrios térmicos e de pressão localizados dentro do absorvedor ou gerador, comprometendo a estabilidade do ciclo de absorção.

Se a cristalização progredir sem controle, os sistemas de monitoramento e controle a bordo detectarão desvios na concentração, temperatura ou pressão e iniciarão um desligamento de proteção automático. Essa "desligação forçada" de proteção evita danos mecânicos, mas resulta na perda imediata da capacidade de refrigeração. A restauração requer aquecimento controlado para dissolver os cristais, seguido de inspeção mecânica e remoção de quaisquer bloqueios residuais — um processo demorado e que causa interrupções operacionais.

Causas primárias da cristalização

• Os fatores desencadeadores típicos incluem:
• Temperaturas excessivamente baixas da água de refrigeração induzem o resfriamento localizado do absorvedor.
• Concentração da solução elevada, ultrapassando os limites de solubilidade.
• Interrupção do fornecimento de calor ou da circulação da solução, causando quedas rápidas e localizadas de temperatura.
• Sequências incorretas de inicialização ou desligamento, especialmente resfriamento abrupto.
• Entrada de partículas ou outras impurezas que servem como sítios de nucleação.