Dicas de Casa

Como funciona o ar condicionado

Ar-condicionado é o aparelho que realiza o controle de temperatura, umidade, pureza e movimento do ar em um espaço fechado, independente das condições externas.

Um método inicial de resfriamento do ar, como praticado na Índia, era pendurar tapetes de grama molhada sobre as janelas, onde eles resfriavam o ar que entrava por evaporação. O ar-condicionado moderno teve seu início na indústria têxtil do século XIX, em que sprays atomizados de água eram usados ​​para umidificação e resfriamento simultâneos.

No início do século 20, Willis Carrier, de Buffalo, Nova York, inventou o “controle do ponto de orvalho”, uma unidade de ar condicionado baseada no princípio de que o ar resfriado atinge a saturação e perde a umidade por meio da condensação. Carrier também desenvolveu um sistema (instalado pela primeira vez em 1922 no Grauman’s Metropolitan Theatre em Los Angeles) onde o ar condicionado era alimentado do teto e exaurido ao nível do chão. O primeiro edifício de escritórios totalmente climatizado, o Edifício Milam em San Antonio, Texas, foi construído no final dos anos 20. O desenvolvimento de alta eficiência em gases refrigeradores de baixa toxicidade conhecidos como Freons (compostos de carbono contendo flúor e cloro ou bromo) no início dos anos 30 foi um passo importante. Em meados dessa década, as ferrovias americanas haviam instalado pequenas unidades de ar condicionado em seus trens e, em 1950, as unidades compactas tornaram-se práticas para uso em salas individuais. Desde o final dos anos 50, o ar condicionado tornou-se mais comum em regiões desenvolvidas fora dos Estados Unidos.

Em um ar condicionado simples, o refrigerador, em uma forma líquida volátil, é passado através de um conjunto de bobinas de evaporador através das quais o ar dentro da sala é passado. O refrigerador evapora e, no processo, absorve o calor contido no ar. Quando o ar resfriado atinge seu ponto de saturação, seu teor de umidade se condensa nas aletas colocadas sobre as bobinas. A água desce pelas barbatanas e drenos. O ar resfriado e desumidificado é retornado para a sala por meio de um soprador.

Entretanto, o refrigerador vaporizado passa para um compressor onde é pressurizado e forçado a passar por bobinas condensadoras, que estão em contato com o ar externo. Sob essas condições, o refrigerador se condensa de volta à forma líquida e libera o calor que absorveu no interior. Este ar aquecido é expelido para o exterior, e o líquido recircula para as serpentinas do evaporador para continuar o processo de resfriamento. Em algumas unidades, os dois conjuntos de bobinas podem reverter as funções de modo que, no inverno, as bobinas internas condensem o refrigerador e aqueçam em vez de resfriar a sala. Essa unidade é conhecida como bomba de calor.

Sistemas alternativos de resfriamento incluem o uso de água gelada. A água pode ser resfriada por refrigerador em um local central e passar através de bobinas em outros locais. Em algumas grandes fábricas, uma versão dos sistemas anteriores de lavagem de ar ainda é usada para evitar a enorme quantidade de bobinas necessárias. A água pode ser pulverizada sobre fibras de vidro e ar soprado através dela. A desumidificação é conseguida em alguns sistemas passando-se o ar através da sílica gel que absorve a umidade, e em outros, os absorventes líquidos causam a desidratação.

O projeto de sistemas de ar condicionado leva muitas circunstâncias em consideração. Uma unidade independente, descrita acima, serve um espaço diretamente. Sistemas mais complexos, como em prédios altos, usam dutos para fornecer ar resfriado. No sistema de indução, o ar é resfriado uma vez em uma planta central e depois transportado para unidades individuais, onde a água é usada para ajustar a temperatura do ar de acordo com variáveis ​​como exposição à luz solar e sombra. No sistema duplo de calha, de ar quente e frio de viagens ar através de condutas separadas e são misturados para atingir uma temperatura desejada. Uma maneira mais simples de controlar a temperatura é regular a quantidade de ar frio fornecido, cortando-a assim que a temperatura desejada for atingida. Este método, conhecido como volume de ar variável, é amplamente utilizado em edifícios comerciais ou institucionais de arranha-céus e edifícios baixos.

A distribuição de ar é uma preocupação, porque a exposição direta ao ar frio pode causar desconforto. Em alguns casos, o ar resfriado precisa ser reaquecido um pouco antes de ser levado de volta para a sala. Um método popular de distribuição é o difusor de teto, a partir do qual o ar é soprado ao longo do nível do teto e deixado assentar. o difusor linear traz ar através de uma caixa ou duto com abertura retangular; as venezianas desviam o ar que flui para baixo. Outras unidades são circulares e suas aletas irradiam o ar. Alguns tetos são perfurados para permitir a passagem de ar frio, e outros tetos são simplesmente resfriados para que a ventilação básica possa circular o ar frio.

 

Sistemas de refrigeração

Sistemas de refrigeração
Sistemas de refrigeração

Além do equipamento de ar condicionado, existem ambientes que exigem um sistema maior e mais complexo para manter o ambiente com a temperatura adequada. Conheça um pouco mais sobre os sistemas de refrigeração.

Sistema de refrigeração, aparelho utilizado para manter a temperatura de uma estrutura ou dispositivo de exceder os limites impostos pelas necessidades de segurança e eficiência. Se superaquecido, o óleo em uma transmissão mecânica perde sua capacidade de lubrificação, enquanto o fluido em um acoplamento hidráulico ou conversor vaza sob a pressão criada. Em um motor elétrico, o superaquecimento causa a deterioração do isolamento. Os pistões em um motor superaquecido de combustão interna pode agarrar nos cilindros. Sistemas de refrigeração são empregados em automóveis, máquinas industriais, reatores nucleares e muitos outros tipos de máquinas. (Para um tratamento de sistemas de refrigeração usados ​​em edifícios.

Os agentes de refrigeração habitualmente empregados são ar e líquido (geralmente água ou uma solução de água e anticongelante), sozinho ou em combinação. Em alguns casos, o contato direto com o ar ambiente) pode ser suficiente; em outros casos, pode ser necessário empregar convecção de ar forçado, criada por um ventilador ou pelo movimento natural do corpo quente. O líquido é tipicamente movido através de um loop contínuo no sistema de refrigeração por uma bomba.

Em uma transmissão, se a área da superfície do invólucro (contêiner) for suficientemente grande em comparação com a potência perdida, ou se a transmissão estiver em um veículo em movimento, geralmente há convecção livre adequada e não há necessidade de resfriamento artificial. Para aumentar o efeito de arrefecimento aumentando a área de superfície, o alojamento pode ser provido de aletas finas de metal. Em algumas transmissões mecânicas estacionárias, pode ser necessário circular o óleo lubrificante através de tubos cercados por água fria ou usar um ventilador para soprar ar através de tubos cercados pelo óleo no reservatório. Em muitos motores elétricos, um ventilador é conectado ao elemento giratório para criar uma corrente de ar de resfriamento através do alojamento.

Em um automóvel , o movimento do veículo provê resfriamento de convecção forçada suficiente para a transmissão e as engrenagens no eixo traseiro; no motor, no entanto, é liberada tanta energia que, com exceção de alguns modelos antigos e certos carros pequenos com motores de baixa potência, o resfriamento do ar é inadequado, e um sistema de resfriamento de água (radiador) é necessário.

Um sistema de arrefecimento automotivo típico compreende (1) uma série de canais fundidos no bloco do motor e na cabeça do cilindro, rodeando as câmaras de combustão com líquido circulante para transportar o calor; (2) um radiador , composto de muitos pequenos tubos equipados com um favo de barbatanas para conectar o calor rapidamente, que recebe e resfria o líquido quente do motor; (3) uma bomba de água , geralmente do tipo centrífugo, para circular o líquido através do sistema; (4) um termostato para controlar a temperatura, variando a quantidade de líquido que vai para o radiador; e (5) um ventilador para aspirar ar fresco pelo radiador.

Para evitar o congelamento, uma solução anticongelante é adicionada ou substituída por água. Para elevar o ponto de ebulição da solução, o sistema de resfriamento é normalmente pressurizado por meio de uma tampa de pressão no radiador com válvulas que abrem para fora a uma pressão prescrita e para dentro para evitar o vácuo enquanto o sistema esfria.

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