Condensação
 Ciclo
de refrigeração
Condensação
 Três

Fase 1 – Dessuperaquecimento


Redução da temperatura até a temp. de condensação
Fase 2 – Condensação


fases:
Mudança de fase
Fase 3 - Subresfriamento

Redução da temperatura abaixo da temp. de condensação
Condensadores
 Principais
Tipos
Resfriados a ar
 Resfriados a água

Condensadores duplo tubo ou tubos concêntricos;
 Condensadores casco e serpentina (Shell and Coil);
 Condensadores casco e tubo (Shell and Tube)
 Condensador de placas;
 Condensadores evaporativos.

Condensadores a ar
a ar – sistema de ar condicionado e
refrigeração comercial – pequena ou média
capacidade
 Resfriados
Condensadores a ar
podem ser utilizados onde não é econômica a
utilização de sistemas resfriados a água, devido ao
alto custo ou indisponibilidade da água.
 Faixa de 1 a 100 TR

Condensadores a ar

Para um determinado compressor e para uma
determinada temperatura do ar que entra no
condensador


Diminuindo o tamanho do condensador, aumenta-se a
pressão de condensação e diminui-se a capacidade de
refrigeração.
Para um determinado compressor e condensador

Aumentando a temperatura do ar que entra no
condensador, também aumenta-se a pressão de
condensação e diminui-se a capacidade de refrigeração.
Condensadores a ar

Recomendações:
Instalação elevada em relação ao nível do solo para
prevenir acumulação de sujeira
 Garantir aberturas adequadas e livres de qualquer
obstrução para entrada de ar frio e para a saída do ar
quente
 Entradas de ar localizadas longe do lado de descarga do ar
para evitar a aspiração de ar quente (curto-circuito de ar)

Condensadores a ar

Recomendações:
Instalação elevada em relação ao nível do solo para
prevenir acumulação de sujeira
 Garantir aberturas adequadas e livres de qualquer
obstrução para entrada de ar frio e para a saída do ar
quente
 Entradas de ar localizadas longe do lado de descarga do ar
para evitar a aspiração de ar quente (curto-circuito de ar)
 Devido ao ruído, ter cuidado na locação para evitar
proximidade com zonas ocupadas (residenciais ou de
trabalho). Pode-se empregar sistemas de controle de
rotação dos ventiladores para reduzir ruído durante o
período noturno.

Condensadores a água

Condensadores Resfriados a água

Quando limpos e corretamente dimensionados, operam de
forma mais eficiente que os condensadores resfriados a ar,
especialmente em períodos de elevada temperatura
ambiente.
Condensadores a água

Condensadores Resfriados a água
Normalmente utilizam água proveniente de
uma torre de resfriamento.
 Valor usual de projeto, temperatura saindo da
torre a 29,5°C
 A temperatura de condensação será fixada
em um valor entre 5 e 8°C maior que a
temperatura de saída da água da torre.

Condensadores a água

Resfriados a água – sistema de ar condicionado e
refrigeração comercial
Trocador casco e tubo – com água nos tubos
 Trocador de placas
 Trocador tube-in-tube (tubos concêntricos)

Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador tubos concêntricos
O tubo por onde circula a água é montado dentro do tubo
de maior diâmetro.
 O gás refrigerante circula em contracorrente no espaço
anular formado pelos dois tubos, sendo resfriado pela água
e pelo ar externo.

Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador tubos concêntricos
Utilizados em unidade de pequena capacidade ou
condensadores auxiliares operando em paralelo com
condensadores a ar, somente nos períodos de carga
térmica muito elevada
 Difíceis de limpar e não fornecem espaço suficiente para a
separação de gás e líquido

Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador casco e serpentina

Constituído por um ou mais tubos, enrolados em
serpentina, montados dentro de uma carçaca.
Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador casco e serpentina
A água flui por dentro dos tubos, enquanto o refrigerante é
condensado e escoa pela carcaça.
 Fácil fabricação, mas limpeza complicada, sendo efetuada
por meio de produtos químicos.
 Utilizados em pequenas e médias capacidades (até 15 TR)

Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador casco e tubo
Constituídos de uma carcaça cilíndrica na qual é instalada
uma quantidade de tubos horizontais paralelos, conectados
a duas placas dispostas em ambas as extremidades
 Água pelos tubos e gás refrigerante pela carcaça em volta
dos tubos

Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador casco e tubo
Refrigerantes hidrocarbonetos halogenados – tubos são de
cobre e espelhos em aço.
 Amônia – tubos e espelhos em aço.

Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador casco e tubo
Fácil limpeza por varetamento, e manutenção.
 Fabricados para vasta gama de capacidades
 Velocidade ótima da água deve ser na ordem de 1,0 a 2,0
m/s, e nunca deve ultrapassar os de 2,5 m/s.
 O fluxo de água deve ser de cerca de 0,1 a 0,15 l/s por TR

Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador casco e tubo

Seleção deve considerar:
 Aumentando-se o tamanho de um condensador,
aumenta-se a eficiência do compressor, mas ao mesmo
tempo o seu custo inicial
 Aumentando o fluxo de água de resfriamento aumentase a capacidade do condensador, mas aumenta-se o
custo de bombeamento de água e seu consumo
 Reduzindo-se o diâmetro da carcaça e aumentando-se
o comprimento dos tubos, reduz-se o custo inicial, mas
aumenta-se a perda de carga no circuito de água
 O fator incrustação, está associado a uma resistência
térmica adicional e depende da qualidade dá água.
Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador casco e tubo

Incrustação
 Novos com água de boa qualidade = fator de
incrustação na ordem de 0,000044 m2.°C/W
 Para sistemas com baixa qualidade da água deve ser
considerado um fator mais elevado.
 Condensadores selecionados para um fator mais
elevado serão mais caros.
Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador casco e tubo

Limpeza
Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador de placas
Placas de aço inox ou outro material de pequena espessura
(0,4 a 0,8 mm)
 Montagem de placas paralelas com pequeno afastamento
(1,5 a 3,0 mm)
 A água de resfriamento e o gás refrigerante circulam entre
espaços alternados, formado pelas placas.

Condensadores a água

Resfriados a água –
Trocador de placas

Cada vez mais
empregados, devido ao
seu elevado coeficiente de
transferência de calor
(2500 a 4500 W/m2.°C)
Condensadores a água

Resfriados a água – Trocador de placas

Dois tipos:
 Placas soldadas – uso para refrigerantes halogenados
 Placas duplas soldadas a laser, montadas em estrutura
metálica – uso para amônia (vantagem de aumento da
capacidade pela inclusão de placas).
Condensadores a água

Resfriados a água – Condensador evaporativo

Formados por uma espécie de torre de resfriamento, no
interior da qual é instalada uma série de tubos por onde
escoa do gás refrigerante.
Condensadores a água

Resfriados a água –
Condensador evaporativo
No topo são instalados bicos
injetores que pulverizam
água sobre a tubulação
 Água escoa em
contracorrente com o ar, em
direção a bacia do
condensador
 Uma parcela de água
evapora e retira calor (água e
do gás)
 Bomba de recirculação
 Válvula bóia para reposição

Condensadores a água

Resfriados a água –
Condensador evaporativo
Consumo de água = 8,8 a
12,1 l/h por TR. (evaporação,
arraste e drenagem)
 Contato da água sobre os
tubos onde o gás está
superaquecido pode formar
incrustações => assim
alguns condensadores tem
uma primeira serpentina
acima da região onde a água
é borrifada.

Condensadores a água

Resfriados a água – Condensador evaporativo

Em alguns condensadores temos uma serpentina para
promover o subresfriamento

O principal benefício do subresfriamento é a redução da
possibilidade de formação de vapor na linha de líquido,
devido à queda de pressão nesta linha.
Comparação entre os tipos de
condensadores
Quanto menor for a temperatura de condensação
mais eficiente será o ciclo de refrigeração
 Análise das temperaturas de condensação típicas
dos condensadores:

Resfriados a ar
 Resfriados a água
 Evaporativos

Comparação entre os tipos de
condensadores

Ordem crescente de temperatura de condensação:
Resfriados a água em sistema aberto
 Água proveniente de rio, por exemplo
 Menores temperaturas de condensação.
 Desvantagens: sujeitos à intensa formação de
incrustações e disponibilidade de água
 Resfriados a água em sistema aberto
 Condensadores evaporativos
 Resfriados a água em sistema fechado
 Resfriados a ar

Comparação entre os tipos de
condensadores

Quanto
Comparação entre os tipos de
condensadores

Comparando os condensadores evaporativos com os
resfriados a água em sistema fechado (com torre de
resfriamento):
Menor temperatura de condensação em decorrência da
existência de somente um diferencial de temperatura.
 Vantagem adicional dos evaporativos é que a bomba de
água é de menor capacidade do que a da torre do sistema
resfriado a água em sistema fechado => menor consumo de
energia
 Desvantagem: evaporativos deve estar localizados
próximos dos condensadores.

Comparação entre os tipos de
condensadores

Resfriados a água em sistema fechado (com torre de
resfriamento) – SELF CONTAINED A ÁGUA:
Comparação entre os tipos de
condensadores

Resfriados a água em sistema fechado (com torre de
resfriamento) – ÁGUA GELADA:
Comparação entre os tipos de
condensadores

Condensador evaporativo
Comparação entre os tipos de
condensadores

Condensador evaporativo
Condensadores
Torres de Arrefecimento
 Dois

tipos
Contra-corrente
Condensadores
Torres de Arrefecimento
 Dois

tipos
Corrente cruzada