História da Refrigeração e Ar Condicionado: Do Gelo Natural à Refrigeração Artificial, Manuais, Projetos, Pesquisas de Refrigeração e Ar Condicionado

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Introdução

Refrigeração e Ar Condicionado

Histórico

Prof. MSc. José Fábio Abreu de Andrade

Introdução

➢ Conceitos:

• Pode-se definir refrigeração como o processo de alcançar e manter uma temperatura inferior àquela do meio , cujo objetivo é resfriar algum corpo (sólido) ou fluido até uma dada temperatura ou ainda, o processo de mover calor de um local para outro utilizando um refrigerante em um ciclo fechado;
• O calor pode ser retirado diretamente pelo refrigerante primário ou através de um refrigerante secundário (salmouras, glicóis, etc.);
• A faixa de aplicação dos processos de refrigeração vai de temperaturas desde 20 °C até - 80 °C, além de umidades relativas de 95 % a 0 %, ou combinações entre estes valores;
• Temperaturas menores que estas pertencem ao ramo da Criogenia que é especializada na produção e utilização de gás natural liquefeito, oxigênio e nitrogênio líquidos além do dióxido de carbono.

➢ A história da refrigeração pode ser dividida em duas:

• Período da refrigeração natural: ▪ Períodos pré-históricos até o início do século 19.
• Período da refrigeração artificial: ▪ Do século 19 até os dias atuais.

➢ Refrigeração natural:

• A história da refrigeração data de tempos pré-históricos onde se armazenava alimentos em cavernas, com paredes úmidas, para preservá- los tomando vantagem do efeito do resfriamento natural;
• Os habitantes da ilha de Creta, no mar Mediterrâneo já sabiam, em 2000 AC, que baixas temperaturas eram de grande importância para a preservação dos alimentos;

➢ Refrigeração natural:

➢ Refrigeração Natural:

➢ Refrigeração natural:

• Alexandre, o Grande, cerca de 300 AC, mandou servir a seus soldados, para levantar a moral da tropa, bebida gelada (com neve);
• Em 755 DC, Khalif Madhi operava o primeiro “transporte refrigerado” desde o Líbano até a cidade de Meca, através do deserto, usando neve como refrigerante;
• Em 1040 DC, o sultão do Cairo usava neve, transportada diariamente da Síria, nas suas cozinhas;
• Nos Estados Unidos, em meados do século 19 , existia a rota do gelo natural, centrada principalmente nos rios Hudson e Maine. Também na Europa, nesta mesma época, blocos de gelo provenientes da Noruega tinham grande procura;
• Desde 1805 até o final do século 19 , barcos transportavam gelo natural desde a América do Norte até muitos países quentes, tais como Índias Orientais, Europa e mesmo Índia e Austrália;

➢ Refrigeração natural:

• Em 1806 , Frederic Tudor, mais tarde conhecido como o “rei do gelo” começou o comércio cortando blocos de gelo no rio Hudson e lagos de Massachusetts. Esse gelo era vendido tanto no mercado interno como exportado para vários países, incluindo a Índia. Também foi muito popular no Reino Unido, Rússia, Canadá, Noruega e França. O seu pico foi alcançado em torno do ano de 1872 quando, somente os Estados Unidos, exportaram cerca de 225. 000 ton. de gelo para vários países, incluindo China e Austrália.

➢ Refrigeração natural:

• Algumas limitações da refrigeração natural: ▪ Depende das condições geográficas do local; ▪ Depende das condições climáticas; ▪ Dificuldade da obtenção de refrigeração em larga escala; ▪ Custo elevado (transporte, armazenamento, mão de obra), não sendo disponível para todos.
• Com o advento da refrigeração artificial e a consequente poluição dos rios e lagos em função do desenvolvimento industrial, o mercado foi diminuindo gradualmente até seu desaparecimento;

➢ Refrigeração artificial:

• A refrigeração artificial inicia em 1755 quando o professor escocês Willian Gullen construiu a primeira máquina de refrigeração, produzindo em laboratório pequena quantidade de gelo. O experimento consistiu em colocar em contato térmico a água com um tanque contendo éter a baixa pressão. Ao evaporar, o éter retirou calor da água possibilitando seu congelamento. No entanto, essa descoberta ficou sem utilização.

➢ Refrigeração artificial: Sistema de refrigeração de Jacob Perkins

• Nessa máquina, as duas caixas (A e E) funcionam como o evaporador e o condensador, respectivamente;
• O elemento C, uma bomba de vácuo manual, faz o papel do compressor nos sistemas modernos;
• Em B está o líquido (éter) que vaporiza em função da diminuição da pressão, esfriando a água;
• O elemento H opera como um dispositivo de expansão.

A

E

C

B

H

➢ Refrigeração artificial:

• No entanto, os créditos do início da refrigeração moderna pertencem a James Harrison , um escocês que emigrou para a Austrália em 1837 e inventou, em 1850 , a primeira máquina de refrigeração com compressão de vapor, que em seguida entrou em operação comercial;
• James Harrison obtém uma patente em 1856 por construir um sistema de compressão a vapor utilizando álcool, éter e amônia;

➢ Refrigeração artificial:

• Refrigeradores domésticos: ▪ O refrigerador de bloco de gelo foi introduzido em 1803 e utilizado por mais de um século;

➢ Refrigeração artificial:

• Refrigeradores domésticos: ▪ General Electric desenvolve o primeiro refrigerador de uso doméstico em 1911 nos EUA, seguido pela Frigidaire em 1915 e pela Kelvinator em 1918 ; ▪ Em 1920 surgiram os primeiros refrigeradores domésticos em unidades seladas. No primeiro ano, foram fabricadas nos Estados Unidos aproximadamente 5. 000 unidades. Após dez anos, este número cresceu para um milhão e em 1935 chegaram a 6 milhões de unidades; ▪ No início, os refrigerantes utilizados eram todos tóxicos, como o dióxido de enxofre e o cloreto de metileno e metanoato de metila. Diversos acidentes fatais ocorreram na década de 1920 , em função de vazamentos de cloreto de metila. Isso levou a mídia da época lançar uma campanha para proibir o uso desses refrigeradores.