Degelo Elétrico vs Degelo a gás quente

Sistemas de refrigeração que operam em temperaturas próximas ou menores que 0°C acabam formando gelo em seus evaporadores. Esse gelo é formado pela própria umidade presente no interior da câmara que solidifica ao entrar em contato com a serpentina fria do evaporador.

Para evitar que esta camada de gelo bloqueie a passagem de ar da serpentina, são aplicados períodos de degelo, onde o sistema frigorífico é desligado e calor é aplicado na serpentina, forçando o derretimento do gelo.

O modelo de degelo mais utilizado na refrigeração comercial é o “Degelo Elétrico”. Neste modelo, resistências elétricas instaladas próximas das serpentinas são acionadas, fornecendo calor para derreter o gelo.

Outro modelo utilizado é o “Degelo a Gás Quente”, que aproveita o vapor superaquecido descarregado do compressor para realizar esse processo. Apesar de não ser tão aplicado quando o degelo elétrico, o degelo a gás quente é muito mais eficiente, pois a fonte de calor passa por toda a tubulação do evaporador, permitido uma troca térmica mais eficiente com o gelo formado.

 

Degelo Elétrico:

Durante o período de degelo, as resistências são acionadas para derreter o gelo formado na serpentina. Como as resistências são instaladas atrás da serpentina, o calor irradiado não é totalmente direcionado à superfície congelada. Em média, somente 30% deste calor é utilizado na operação de degelo, sendo que os outros 70% são dispersos na câmara fria, aumentando a carga térmica e forçando o sistema de refrigeração a operar em um regime mais intenso.

Como esta transferência térmica não é eficiente, é necessário que o sistema permaneça desligado por muito tempo durante os períodos de degelo (em média 30 minutos por degelo). Ou seja, em uma câmara em que está programado 6 degelos diários de 30 minutos, o sistema se mantém inoperante durante 3 horas por dia. Período esse em que a câmara está suscetível a um aumento de temperatura por conta de fontes de calor externas e internas (resistências).

Em muitos casos, a camada de gelo entra em contato com a resistência. Nestes casos, o calor gerado não apenas derrete o gelo, mas também o vaporiza, aumentando a umidade no interior da câmara. Excesso de umidade dentro da câmara, além de prejudicar a conservação de determinados tipos de produtos, favorece também a formação de gelo na serpentina, ou seja, parte do gelo removido pelo de degelo elétrico acaba retornando para a serpentina, bloqueando-a novamente.

Outro ponto que deve ser levado em consideração é a potência consumida das resistências. Em muitos casos, a potência das resistências de um único evaporador é maior que a potência consumida pelo compressor do sistema. Ou seja, além de aumentar a carga térmica na câmara (em aproximadamente 70% de sua potência), a aplicação do degelo elétrico tem uma influência muito grande no consumo de energia elétrica do sistema frigorífico.

 

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Degelo a Gás Quente:

O processo de degelo a gás quente consiste em desviar o vapor superaquecido proveniente da descarga do compressor (alta pressão e alta temperatura) para o evaporador, realizando o degelo de dentro pra fora da serpentina.

A principal vantagem deste modelo de degelo é a economia de energia. Como a fonte de calor passa ser a própria serpentina, aproximadamente 70% do calor do degelo a gás quente é direcionado à camada de gelo, tendo apenas 30% desta energia térmica dispersa na câmara.

Essa característica permite que os processos de degelo sejam mais curtos (em média, 10 minutos por degelo), proporcionando ao compressor maior tempo de operação ao longo do dia. Em alguns casos, é possível utilizar um compressor de menor potência para uma mesma câmara configurada com degelo elétrico, pois o sistema terá mais tempo para remover a carga térmica e a câmara ficará menos suscetível a variações de temperatura durante as paradas de degelo.

O degelo a gás quente não gera vapor dentro da câmara, já que a temperatura do gás de degelo não chega a 100°C (temperatura de evaporação da água). Isso permite maior estabilidade dos níveis de umidade da câmara frigorífica.

 

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Existem diversos tipos de sistema com degelo a gás quente e todos eles precisam de um conjunto adicional de válvulas para ser operado. Neste artigo será apresentado um modelo simples de um sistema com degelo a gás quente, somente para ilustrar este conceito:

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Durante o ciclo de refrigeração, a tubulação de degelo é bloqueada pelo fechamento de uma válvula solenoide, permitindo que o fluido refrigerante percorra o seu caminho normal (compressor, condensador, válvula de expansão e evaporador).

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No ciclo de degelo, o vapor superaquecido liberado pelo compressor é direcionado para a serpentina do evaporador. Para isso, um sistema de válvulas solenoides é acionado pelo controlador para alterar o fluxo normal do fluido.d5

 

A válvula solenoide instalado no evaporador é fechada, bloqueando a linha de líquido. Em paralelo, outra válvula solenoide, instalada em uma ramificação na saída do separador de óleo, é aberta, permitindo que o fluxo de vapor superaquecido (em alta pressão e alta temperatura) seja liberado para o evaporador, em uma tubulação própria.

É recomendado que a ramificação para o gás quente seja realizada após o separador de óleo, para evitar um excesso de óleo no sistema, porém, é possível também montar esta ramificação na descarga do compressor.

Esta tubulação de degelo é conectada ao evaporador através de um distribuidor especial. Com este dispositivo, o fluxo de gás quente é direcionado diretamente para a serpentina, sem passar pela válvula de expansão.

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O fluxo de gás quente percorre toda a serpentina do evaporador e é descarregado na própria linha de sucção. Esta linha precisa ter válvulas de controle de pressão instaladas próximas do compressor, para que a pressão do fluido se iguale a pressão de evaporação do sistema. Durante o funcionamento normal do ciclo frigorífico, estas válvulas de controle de pressão na linha de sucção não geram grande influência no sistema, apenas uma perda de carga adicional.

Este vapor superaquecido, por ser proveniente da descarga do compressor, é direcionado ao evaporador em alta temperatura e alta pressão. Ao percorrer a serpentina, perde calor para o gelo e tem sua temperatura reduzida. Em alguns casos, este resfriamento pode alterar o estado do fluido de vapor superaquecido para uma mistura saturada, com uma pequena parcela de líquido. Para garantir a segurança do compressor e evitar um possível golpe de líquido durante o degelo, recomenda-se a utilização de um acumulador de sucção.

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