Diagrama de cablagem e estrutura do frigorífico

Um frigorífico normal do tipo compressão funciona de acordo com o seguinte esquema

• O compressor motorizado aspira o refrigerante gasoso do evaporador. O líquido de refrigeração é então comprimido, aquecido e entra no condensador.
• No condensador, o refrigerante é arrefecido até à sua temperatura normal e liquefeito.
• O refrigerante liquefeito entra então no evaporador, onde vaporiza e arrefece as paredes do permutador de calor que arrefece as câmaras interiores do frigorífico.
• Do evaporador, o líquido de refrigeração vaporizado entra novamente no compressor.
• O motor do compressor está ligado a um circuito elétrico através de um termóstato. Quando a temperatura no interior do compartimento de refrigeração atinge o nível desejado, o termóstato abre os seus contactos e desliga o motor.
• Com o passar do tempo e o aumento da temperatura do compartimento, o termorregulador volta a ligar o motor por meio do relé de partida.

Uma representação gráfica do dispositivo de arrefecimento é apresentada na figura seguinte.

Os componentes eléctricos são constituídos por:

• motor para o compressor;
• elementos de iluminação;
• aquecedores utilizados em sistemas baseados na absorção;
• ventoinhas para circulação forçada de ar.

Os sistemas de automação englobam:

• Dispositivos de regulação da temperatura instalados nos compartimentos refrigerados. Estes dispositivos podem ser mecânicos ou electrónicos.
• Relés de arranque. Estes relés são utilizados para facilitar o arranque dos motores eléctricos assíncronos dos compressores e a sua desativação imediata em caso de sobrecarga.
• Sistemas de eliminação de gelo da superfície do evaporador.
• Sistemas de controlo automático incorporados que cumprem todas as funções acima mencionadas, para além de monitorizarem o prazo de validade das mercadorias armazenadas e de as reordenarem através de um sistema eletrónico.

Quando o aparelho é ligado à fonte de alimentação, a eletricidade passa pelos contactos do termóstato, pelo relé de proteção, pela bobina indutiva do relé de arranque e pelo enrolamento principal do motor elétrico.

Durante as fases iniciais, enquanto o rotor permanece parado, a corrente é mais elevada do que o habitual. Uma vez que o relé de partida é ativado, a bobina indutiva de partida é então conectada ao circuito. Isto faz com que a armadura gire, resultando numa diminuição da corrente. O relé abre-se e o motor elétrico pode funcionar sem problemas.

Quando a câmara frigorífica atinge a temperatura desejada, o relé térmico é ativado, interrompendo o circuito de alimentação do motor elétrico. Quando a temperatura dentro da câmara sobe para além do nível definido, o motor é ligado novamente para retomar o funcionamento. Este ciclo continua a repetir-se.

O relé de proteção responde ao fluxo de corrente no seu circuito. Se o motor ficar sobrecarregado, a corrente no seu circuito aumentará. Quando atingir o limiar designado, o relé de proteção interromperá o circuito. Uma vez arrefecidos o motor e o relé, o circuito é restabelecido, permitindo o arranque do motor. Este sistema garante a proteção do motor contra o desgaste prematuro e evita o risco de incêndio no compartimento. O relé contém um sensor sob a forma de uma placa bimetálica, criada através da soldadura de tiras de metais com coeficientes de dilatação térmica diferentes. Quando a placa é aquecida, a sua forma altera-se e provoca a rutura do circuito. Quando a placa arrefece, volta à sua forma original e fecha novamente o circuito.

A imagem abaixo mostra o esquema do circuito do frigorífico de compressão da marca Stinol.

Um diagrama esquemático de um frigorífico de compressão eléctrica.

Quando se trata de projetar os interiores das cozinhas modernas, um dos desafios é como combinar várias formas e cores de aparelhos de cozinha:

• fogão;
• forno
• frigorífico;
• forno micro-ondas;
• máquina de lavar loiça;
• exaustor de cozinha, etc.

Uma solução popular é a utilização de aparelhos de cozinha totalmente encastrados. Neste caso, os electrodomésticos estão escondidos dentro de armários modulares e prateleiras de tamanhos padrão, com painéis frontais concebidos no mesmo estilo.

Os fabricantes criaram gamas especiais de aparelhos concebidos especificamente para serem incorporados em módulos de cozinha.

As paredes e as portas destes aparelhos não são pintadas com esmalte, uma vez que ficam escondidas no interior dos armários. As portas estão equipadas com sistemas especiais de fixação de painéis articulados.

Todos os manuais de utilizador dos fabricantes incluem um diagrama que descreve os requisitos de instalação. Este esquema inclui as dimensões dos módulos compatíveis, a profundidade, a largura e a altura mínimas da abertura, a distância entre o evaporador e a parede traseira do armário, bem como a dimensão e a localização das aberturas para a circulação natural do ar.

Existe também a opção de um design semi-integrado. Neste caso, é utilizado um modelo normal do aparelho com uma porta pintada à medida. O frigorífico é instalado num nicho virado para a frente dentro do mobiliário da cozinha. No entanto, é importante respeitar os requisitos para uma circulação de ar adequada.

O frigorífico pode ser ligado à rede eléctrica, bastando ligar a ficha à tomada.

No entanto, existem vários requisitos que devem ser respeitados:

• A cablagem eléctrica deve estar em boas condições e ser capaz de suportar outro aparelho.
• A tomada deve ser bem fixada à parede e a fixação dos fios deve ser apertada. Se a tomada fizer faíscas ou ficar quente enquanto o frigorífico estiver a funcionar, deve ser substituída e a cablagem da tomada para o quadro elétrico deve ser verificada.
• Não se recomenda a utilização de extensões ou divisores para ligar o frigorífico. É mais fiável instalar uma tomada separada.
• A cablagem eléctrica e a tomada devem ter uma ligação à terra.

Para além das exigências relativas à rede eléctrica, existem várias sugestões gerais relativas ao posicionamento e à ligação do aparelho:

• Para evitar a acumulação de calor devido à luz solar, é aconselhável colocar o aparelho o mais longe possível da janela.
• Evitar colocar a unidade perto de fontes de calor, como fogões, fornos, radiadores de aquecimento ou pavimentos aquecidos.
• Certifique-se de que o frigorífico não obstrui nenhuma passagem quando as suas portas estão abertas.

O cumprimento destas recomendações aumentará a comodidade, a segurança e a eficiência energética do funcionamento do frigorífico.

Frigorífico de absorção: esquema

Para além dos frigoríficos de compressão normais, tem havido uma proliferação significativa de frigoríficos baseados no efeito de absorção. Estas unidades funcionam sem quaisquer peças ou componentes móveis, dependendo antes da circulação natural do refrigerante. Este refrigerante é normalmente um líquido com um ponto de ebulição baixo, que deve ser facilmente solúvel num líquido de ponto de ebulição elevado, conhecido como adsorvente.

Diagrama esquemático de um dispositivo de absorção

O dispositivo de absorção é constituído por vários componentes que trabalham em conjunto para alcançar o efeito de arrefecimento desejado. O processo começa com o refrigerante concentrado, que é armazenado no depósito (2). A partir daí, flui para a bomba térmica, que é concebida como um tubo de cobre aquecido por um aquecedor elétrico. No passo seguinte, o líquido de refrigeração entra no gerador de vapor (1), que também é aquecido por eletricidade.

No interior do gerador de vapor, o refrigerante sofre uma vaporização e mistura-se com os vapores do adsorvente. A mistura gasosa resultante passa então pelo condensador – deflegmador (3), onde as diferentes fracções da mistura são separadas.

O líquido adsorvente, que estava presente na mistura gasosa, sofre uma liquefação no condensador e é depois devolvido ao gerador para utilização posterior. Por outro lado, o líquido de arrefecimento, agora sob a forma de gás, flui para baixo, para o evaporador, devido à gravidade.

À medida que o gás passa pelo evaporador, sofre uma vaporização, absorvendo assim uma quantidade significativa de energia e provocando uma diminuição drástica da temperatura. O líquido de arrefecimento, agora sob a forma de gás, é depois devolvido ao depósito do adsorvente e absorvido mais uma vez. Este ciclo é repetido continuamente para manter o efeito de arrefecimento.

As unidades do tipo absorção vêm com características incorporadas

Estas unidades são conhecidas pela sua longa vida útil e baixos níveis de ruído. Podem suportar longos períodos de paragem sem o risco de fugas de refrigerante.

O inconveniente é o facto de consumirem mais energia (50% mais do que as unidades de compressão).

Estes sistemas são normalmente utilizados em zonas de residência sazonal.

Diagrama esquemático de um frigorífico com elementos Peltier

Este dispositivo é essencial para viajar, uma vez que não necessita de refrigerante. O processo de arrefecimento é conseguido através do efeito Peltier, em que diferentes elementos semicondutores são soldados entre si. Estes elementos aquecem de um lado e arrefecem a câmara do outro. Este dispositivo pode efetivamente arrefecer a câmara até -50°C.

Representação esquemática de um módulo Peltier

O esquema oferece várias vantagens, incluindo a sua conceção incrivelmente simples e económica. Basta utilizar uma ventoinha para arrefecer o "quente" O lado "frio" do componente semicondutor é aquecido e o lado "frio" é arrefecido O lado está integrado na tampa do compartimento do frigorífico, permitindo um fluxo de ar natural para baixo.

Frigorífico para automóvel que funciona segundo o princípio do efeito Peltier

Uma das vantagens inegáveis deste design é a sua capacidade de tolerar trepidações e vibrações, o seu tamanho compacto e a capacidade de descongelar rapidamente os produtos, bastando alterar a polaridade do elemento Peltier.

No entanto, esta conceção tem os seus inconvenientes, como o elevado consumo de energia e uma vida útil relativamente curta do elemento semicondutor.

Diagrama esquemático de relé e termóstato

Quando se utiliza um frigorífico, as fontes mais comuns de avaria são os relés e os termóstatos. No entanto, se for um entusiasta da bricolage e tiver habilidade com uma chave de fendas e um aparelho de teste, é perfeitamente possível reparar ou substituir estes componentes. Infelizmente, muitos fabricantes de frigoríficos modernos optam por utilizar blocos irreparáveis que devem ser substituídos na sua totalidade.

A função do termóstato é regular a temperatura desejada no compartimento de refrigeração ou de congelação. O fole no tubo capilar contém uma substância que se expande ou contrai em resposta às mudanças de temperatura. Isto faz com que a parte móvel do termóstato se desloque axialmente, o que, por sua vez, desvia a alavanca de potência e abre ou fecha os contactos que controlam o relé térmico.

Diagrama do relé térmico do frigorífico Stinol

Quando a temperatura ultrapassa o nível designado, os contactos unem-se, permitindo que a corrente eléctrica flua através do enrolamento de controlo do relé. Isto faz disparar o relé de arranque e inicia o motor elétrico do compressor.

Uma vez arrefecida a temperatura, o tubo de fole contrai-se e corta o circuito de controlo do relé. Isto desactiva o motor do compressor. Quando o motor pára, a temperatura da câmara aumenta gradualmente até que o relé térmico seja novamente ativado. Este ciclo repete-se de seguida.