Frigorífico de absorção

Um frigorífico de absorção produz frio com calor. O amoníaco líquido ferve dentro do espaço frio e tira calor aos alimentos; a água absorve depois o vapor, e uma chama ou uma resistência elétrica volta a expulsar o amoníaco da água para que o ciclo recomece. Ferdinand Carré patenteou em França, em 1859, uma máquina que funcionava com amoníaco e água. Uma versão contínua sem peças móveis, inventada em Estocolmo em 1922, ainda arrefece caravanas e barcos.

O que é

Um frigorífico de absorção arrefece um armário com calor em vez de um motor. Como qualquer máquina frigorífica, faz ferver um líquido dentro do espaço frio para que tire calor aos alimentos e depois volta a pôr o vapor no estado líquido do lado de fora. Uma máquina de compressão consegue-o com uma bomba. Uma máquina de absorção usa um segundo líquido que absorve o vapor, e uma chama ou uma resistência elétrica que o expulsa de novo. Nos frigoríficos o par é formado pelo amoníaco, que ferve, e pela água, que o absorve; as instalações de climatização usam mais vezes água com uma solução de brometo de lítio.

A forma mais simples é um aparelho intermitente feito de dois recipientes de aço unidos por um tubo, do tipo que a Crosley vendeu nos Estados Unidos a partir do fim dos anos 1920 com o nome de Icy Ball. É aquecido para ser carregado e depois arrefece um armário até ser preciso carregá-lo de novo. Os frigoríficos de absorção contínuos, aquecidos sem parar por uma pequena chama ou uma resistência elétrica, ainda se fabricam para caravanas e barcos, onde funcionam a gás ou a eletricidade sem qualquer ruído.

O circuito de um frigorífico de absorção é um recipiente de aço selado que contém amoníaco sob pressão. O amoníaco é tóxico e inflamável: em concentrações elevadas queima os olhos, a pele e os pulmões e pode matar. Nunca abra, fure, aqueça, recarregue nem repare um circuito destes, seja de um frigorífico antigo, seja de um aparelho de coleção; deixe-o a especialistas de refrigeração. Um frigorífico com chama a gás ou a querosene pode libertar monóxido de carbono, um gás sem cor nem cheiro. Use-o apenas onde está instalado para esse fim, com a parte de trás isolada do espaço habitado e a chaminé e as grelhas de ventilação desimpedidas, e nunca use um frigorífico portátil a gás numa tenda, num veículo fechado ou numa divisão sem ventilação.

Como funciona

A água absorve com grande facilidade o gás amoníaco, uma propriedade que Joseph Priestley notou quando isolou o amoníaco em 1774. A água fria retém muito; se se aquecer a solução, o gás volta a sair. Um frigorífico de absorção aproveita essa diferença duas vezes em cada ciclo, uma para tirar o amoníaco da água e outra para lho devolver.

Um aparelho intermitente funciona em duas fases. Primeiro, o calor expulsa o amoníaco da solução concentrada de um recipiente, e o vapor passa para um segundo recipiente, onde o arrefecimento o transforma em líquido. Depois, quando o primeiro recipiente volta a estar frio, a sua solução pobre torna a absorver o vapor de amoníaco. A pressão baixa, pelo que o amoníaco líquido do segundo recipiente ferve a baixa temperatura e tira calor ao que o rodeia. Quando todo o amoníaco voltou para a água, é preciso aquecer outra vez o aparelho.

Na parte de trás de um frigorífico de absorção a gás, uma pequena chama debaixo do fervedor faz andar todo o circuito.

Um frigorífico contínuo faz os mesmos passos ao mesmo tempo, cada um na sua parte de um único circuito selado. Uma pequena chama ou uma resistência elétrica aquece o fervedor, onde o amoníaco deixa a solução; as bolhas que sobem levantam o líquido por um tubo estreito, de modo que a solução circula sem bomba mecânica. O vapor de amoníaco condensa-se em tubos na parte de trás do armário, corre para o evaporador no interior e ferve aí. A solução pobre que escorre pelo absorvedor recolhe o vapor e regressa ao fervedor. O circuito contém ainda hidrogénio. A pressão total é mais ou menos a mesma em todo o circuito, mas no evaporador o hidrogénio baixa a pressão parcial do amoníaco, pelo que o amoníaco líquido se evapora nele a baixa temperatura. No absorvedor, a água retira o amoníaco do gás, e o hidrogénio, que não é absorvido, regressa ao evaporador. Sem válvula nem bomba, o frigorífico não tem nenhuma peça móvel.

História e evolução

A experiência de Leslie: debaixo da campânula, um prato de ácido sulfúrico absorve o vapor de uma chávena de água até a água gelar.

Em 1810, John Leslie congelou água com uma bomba de vácuo, usando uma larga superfície de ácido sulfúrico concentrado para absorver o vapor de água à medida que se formava. Em 1813, William Hyde Wollaston observou que o ácido poupava a Leslie a bomba muito grande que o vácuo por si só teria exigido. Edmond Carré, irmão de Ferdinand, construiu mais tarde um aparelho que refrescava garrafas de água ou de vinho com água e ácido sulfúrico.

Ferdinand Carré (1824–1900), engenheiro francês, obteve em 1859 uma patente francesa para uma máquina de absorção que fazia gelo com amoníaco dissolvido em água; o historiador R. P. Multhauf data a própria máquina de 1858. Ligava dois recipientes por um tubo, aquecia um para expulsar o amoníaco e arrefecia o outro para o condensar, e foi fabricada em série a partir do ano seguinte. A sua patente norte-americana de 1860 enumera vários pares de trabalho, entre os quais o amoníaco e a água, e descreve o reservatório aquecido, o segundo recipiente mantido em água fria e o «frio intenso» que surge logo que a absorção começa. As máquinas de Carré mantiveram-se em uso até ao início do século XX, quando as máquinas de compressão as substituíram.

Os refletores solares de Augustin Mouchot concentravam a luz do sol numa caldeira colocada no seu centro.

Na Exposição Universal de Paris de 1878, Augustin Mouchot fez gelo com uma máquina de amoníaco de Carré aquecida por luz solar concentrada.

Em 1922, dois estudantes de engenharia do Real Instituto de Tecnologia de Estocolmo, Baltzar von Platen e Carl Munters, apresentaram um frigorífico de absorção contínuo que podia funcionar a eletricidade, a gás ou a querosene. A Dometic data a sua patente de 1923. A empresa sueca Arctic comprou os direitos de fabrico, e a Electrolux comprou depois a Arctic. A Electrolux data de 1925 o seu primeiro frigorífico de absorção no mercado, a ASHRAE data de 1926 o modelo doméstico a gás, e a Servel, do Indiana, vendeu-o na América do Norte antes de o fabricar sob licença.

Em junho de 1927, David Forbes Keith, de Toronto, pediu a patente do aparelho intermitente de dois recipientes que a empresa Crosley, de Cincinnati, vendeu como Icy Ball a quintas sem eletricidade. Ainda se fabricam frigoríficos de absorção silenciosos para caravanas e barcos.