História e funcionamento do ar condicionado, Slides de Refrigeração e Ar Condicionado

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SANDRO DE CARVALHO

REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO AULA 01

Breve História do Ar Condicionado e Sua Evolução

Bem-vindos à primeira aula do curso! Hoje, vamos

embarcar em uma jornada fascinante através da história

do ar condicionado, um invento que revolucionou o modo

como vivemos e trabalhamos. Vamos entender como essa

inovação não apenas melhorou o conforto em ambientes

internos, mas também teve um impacto significativo em

várias indústrias e na vida moderna como um todo.

Breve História do Ar Condicionado e Sua

Evolução

• (^) Em 1842, o médico e inventor John Gorrie criou uma máquina para criar gelo, que ele usava para resfriar o ar para seus pacientes. Gorrie é frequentemente creditado como um dos precursores da refrigeração moderna;
• (^) 1902 - Willis Haviland Carrier, inventou a primeira máquina de ar condicionado moderna. A invenção de Carrier não foi inicialmente destinada para o conforto humano, mas sim para controlar a umidade no ambiente de uma gráfica, melhorando a qualidade e a eficiência da impressão.
• Na década de 1920, os cinemas se tornaram alguns dos primeiros espaços públicos a adotar o ar condicionado, atraindo grandes multidões, especialmente durante os meses de verão.
• A popularização do ar condicionado em residências começou mais tarde, na segunda metade do século 20. Isso mudou drasticamente o design arquitetônico, permitindo janelas mais fechadas e ambientes completamente controlados.
• Os desafios de hoje se concentram na eficiência energética e na sustentabilidade. Novas inovações incluem refrigerantes com menor impacto ambiental, sistemas de ar condicionado mais eficientes e a integração de tecnologias inteligentes para otimizar o uso e o conforto.

O Que é Ar Condicionado?

O ar condicionado é um sistema projetado para controlar e modificar as condições do ar em um espaço fechado. Os principais objetivos são:  (^) Regular a Temperatura: Reduzindo-a em climas quentes ou elevando-a em climas frios.  (^) Controlar a Umidade: Diminuindo ou aumentando o nível de umidade do ar.  (^) Filtrar e Purificar: Removendo poeira, poluentes e microorganismos do ar.  (^) Circular e Renovar o Ar: Mantendo uma boa qualidade do ar interior.

Usos Comuns do Ar Condicionado

• (^) Residencial: Em casas e apartamentos, proporcionando conforto aos moradores.
• (^) Comercial: Em escritórios, lojas, restaurantes, para criar um ambiente confortável para clientes e funcionários.
• (^) Industrial: Usado para controlar o ambiente em fábricas e armazéns, essencial para a preservação de certos produtos e para o bom funcionamento de equipamentos.
• (^) Transporte: Em veículos, trens, ônibus e aviões, mantendo uma temperatura agradável durante as viagens.
• (^) Saúde: Em hospitais e clínicas, onde o controle do ambiente é crucial para a recuperação dos pacientes e para o armazenamento de medicamentos.

O Que é Termodinâmica?

A termodinâmica é um ramo da física que estuda como o calor se move e se transforma. Em termos de ar condicionado, ela nos ajuda a entender como o calor é retirado de um lugar e transferido para outro. Conceitos Básicos

• (^) Temperatura e Calor: Temperatura é a medida de quão quente ou frio algo está, enquanto calor é a energia transferida devido à diferença de temperatura. Em sistemas de ar condicionado, estamos basicamente movendo calor de um lugar para outro.
• (^) Transferência de Calor: Há três maneiras principais de transferir calor:
  • Condução: Transferência de calor através de um material sólido (como uma colher esquentando em uma panela de sopa quente).
  • (^) Convecção: Transferência de calor por meio de um líquido ou gás (como o ar quente subindo de um radiador).
  • (^) Radiação: Transferência de calor por meio de ondas de energia (como o sol aquecendo sua pele).

O Que é Termodinâmica?

• (^) Por Que Isso é Importante?

Entender esses conceitos básicos de termodinâmica é

crucial porque eles são a base de como os sistemas de

ar condicionado funcionam. Eles nos permitem

entender como podemos mover calor de um lugar para

outro, o que é a essência da refrigeração e do

aquecimento.

TEMPERATURA

• TEMPERATURA
  • A temperatura é uma medida do nível de

vibração dos átomos e moléculas que

compõem a matéria, a temperatura na qual

não há nenhuma mobilidade dos átomos é

o zero absoluto na escala Kelvin que

corresponde a -273 ºC. No Brasil a escala

adotada é a escala Celsius.

• Temperatura de saturação
  • (^) é a temperatura associada a uma pressão

na qual o fluido muda de fase, evaporação

ou condensação.

CALOR

EXEMPLO Calcular quantidade de calor sensível necessária para variar a temperatura de 1kg de água de 99ºC a 100ºC e a quantidade de calor latente para mudar de fase a temperatura constante de 100ºC. Dados: Calor sensível da água: 4,18 kJ/kgºC Calor latente de vaporização da água: 2256 kJ/kg Calor Sensível : 𝑄=1 𝑘𝑔 .4,18. 1° 𝐶 , Q = 4,18 kJ Calor Latente : 𝑄=1 𝑘𝑔 .2256 , Q= 2256 kJ Este cálculo mostra que em um processo que aproveita a utilização do calor latente sem variação de temperatura é aproximadamente 540% maior que o calor sensível com variação de 1ºC.

PRESSÃO

Pressão é uma medida da quantidade de matéria, e esta quantidade de matéria é medida pela força que ela exerce por unidade de área. No Sistema Internacional é utilizado Pascal (Pa), outras unidades são muito utilizadas Psi, kgf/cm², bar. 1 Psi equivale a 6894,76 Pa A pressão pode ser medida em temos de pressão absoluta e atmosférica. Pressão absoluta é a pressão medida em relação ao zero absoluto de pressão. Pressão manométrica é a pressão medida em relação a pressão atmosférica local. Em circuitos de refrigeração utilizam-se manômetros que medem a pressão manométrica. 𝑃 𝑎𝑏 = 𝑃𝑚 + 𝑃𝑎𝑡𝑚 Onde:

• (^) Pab = Pressão absoluta
• Pm = Pressão manométrica
• (^) Patm = Pressão atmosférica

TRABALHO

• (^) RESUMIDAMENTE ....

“ENERGIA NECESSÁRIA PARA REALIZAR O

DESLOCAMENTO DE UM CORPO.”

1° LEI DA TERMODINÂMICA PARA VOLUME DE CONTROLE

• (^) O volume de controle pode ser classificado como regime permanente ou transiente. Considerando a massa, no regime permanente a massa não varia, já no transiente esta massa varia no volume de controle.
• (^) Os processos de REFRIGERAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO por compressão do vapor operam em regime permanente.

• = Os índices e e s representam entrada e saída respectivamente.

2° LEI DA TERMODINÂMICA

• (^) Mostra as limitações impostas pela natureza

quando se transforma calor em trabalho, estas

limitações ocorrem devido às perdas que provém

do atrito.

• (^) Com ela é possível determinar qual o valor máximo

de trabalho que pode ser obtido.

• (^) A medida do quanto o calor se dispersa é

determinado pela entropia.