Elementos fundamentais: Compressores para refrigeração

Sistema de refrigeração com cilindros de amônia Frick montado em uma estrutura de motor a vapor vertical já existente, 1882.

Após o sucesso inicial das máquinas de refrigeração da Ice and Cold Machine Co., de De La Vergne e Charles Ball, várias outras empresas logo entraram no ramo de desenvolvimento e fabricação de compressores de refrigeração. A mais proeminente delas foi a Frick Company, uma fabricante de máquinas a vapor e equipamentos agrícolas bem estabelecida em Waynesboro, Pensilvânia, fundada por George Frick em 1853.

O departamento de refrigeração da Frick Company teve origem por volta de 1881, quando um senhor chamado Jariman ou um senhor chamado Ferguson, de Baltimore, Maryland, apresentou um projeto de maquinário a George Frick, e posteriormente foram construídas instalações para diversas empresas naquela cidade. No ano seguinte, o Sr. Ferguson trabalhou em um novo projeto de compressor com um cilindro de amônia para ser usado como máquina de refrigeração, cujos planos também foram mostrados ao Sr. Frick.

Em 1882, a Frick entrou no ramo de máquinas de refrigeração construindo um cilindro compressor de amônia que foi montado na estrutura de uma máquina a vapor vertical existente, acionada por uma máquina a vapor horizontal acoplada diretamente, como mostrado na Figura 1. A Frick construiu algumas dessas máquinas para a Ferguson e, em 1883, começou a fabricá-las para si própria. A primeira máquina de refrigeração completa da Frick, mostrada na Figura 2, possuía dois cilindros de amônia com 305 mm (12 pol.) de diâmetro e 406 mm (16 pol.) de curso, com um cilindro de vapor entre eles. Funcionava a 50 a 55 rpm e desenvolvia 25 toneladas de refrigeração. (Uma tonelada de refrigeração é o efeito de resfriamento obtido derretendo uma tonelada de gelo a cada 24 horas.) O sucesso de seus primeiros compressores de amônia estimulou a demanda, e a Frick Company, em meados da década de 1880, desenvolveu uma linha completa de grandes máquinas de refrigeração, acionadas pelas novas máquinas a vapor Corliss da Frick.

Primeiro compressor de refrigeração Frick .

Por volta da mesma época, em 1882, a Weiser & Vilter Manufacturing Co., de Milwaukee, Wisconsin, projetou e construiu um compressor horizontal de dupla ação para refrigeração. A Weiser & Vilter havia sido fundada em 1867 por Peter Weiser. Ernst Vilter juntou-se à empresa em 1871, e ela se tornou uma importante fabricante de máquinas a vapor no início da década de 1880. Weiser reconheceu as vantagens de um compressor horizontal de dupla ação numa época em que quase todas as máquinas fabricadas eram do tipo vertical de ação simples. A primeira máquina foi instalada na cervejaria Cream City, em Milwaukee. A Weiser & Vilter cresceu rapidamente produzindo compressores de refrigeração movidos a vapor e máquinas a vapor Corliss para fábricas de gelo, laticínios, cervejarias e indústrias de processamento de carne e peixe. Depois que os filhos de Vilter compraram as ações de Weiser, a empresa foi reorganizada como Vilter Manufacturing Company. Além de construir máquinas de grande porte, por volta de 1889, a Vilter também desenvolveu uma máquina de refrigeração de "pequeno porte" acionada por um motor a vapor com válvula deslizante, localizado na mesma base oposta ao compressor, conforme mostrado na Figura 3. Essas máquinas compactas, com rotação de 80 a 100 rpm, cilindros de amônia com diâmetros de 5 a 8 polegadas (127 a 203 mm) e cursos de 8 ou 10 polegadas (203 a 254 mm), forneciam refrigeração para pequenas empresas.

York patenteou o compressor de amônia composto St. Clair, em 1892.

Em 1885, W.G. Lock, um engenheiro de Sydney, Austrália, patenteou um compressor composto para amônia, constituído por dois estágios de ação simples, um de alta e outro de baixa pressão, lado a lado. Patentes que abrangiam a ideia foram emitidas já em 1867, mas a tecnologia de Lock, utilizada em uma máquina fabricada pela York Manufacturing Co., representou um grande avanço. A York patenteou essa tecnologia como a máquina St. Clair em 1892, mostrada na Figura 4. A York Manufacturing Co. foi fundada em York, Pensilvânia, em 1874, tendo construído sua primeira máquina de gelo para um cliente no Mississippi em 1885. Em 1897, a York vendeu ou descontinuou todas as outras linhas de produtos, concentrando-se exclusivamente em máquinas de fabricação de gelo e refrigeração, tornando-se posteriormente líder também em equipamentos de climatização (HVAC).

Embora York, Frick, Vilter, De La Vergne e Ball's Ice and Cold Machine Co. estivessem entre os primeiros e mais importantes fabricantes de compressores de refrigeração, muitos outros fabricantes surgiram na década de 1880 para atender à crescente demanda por fabricação de gelo e refrigeração mecânica em cervejarias, frigoríficos, laticínios, hotéis, restaurantes, navios a vapor e muitos outros estabelecimentos comerciais. Em 1891, o periódico Industrial Refrigeration já continha anúncios de nada menos que 30 fabricantes americanos de máquinas de gelo e refrigeração.

York patenteou o compressor de amônia composto St. Clair, em 1892.

No final da década de 1890, a demanda por compressores de refrigeração menores, com peças mais leves e operando em velocidades mais altas, aumentou para sistemas de refrigeração de capacidade moderada destinados a hotéis, restaurantes, hospitais e diversas instalações industriais. Como a energia a vapor nem sempre estava disponível, outros tipos de acionamento foram introduzidos. O primeiro compressor acionado por motor elétrico CC de conexão direta da Frick foi construído no início da década de 1900. Essas máquinas adaptáveis abriram caminho para a ampla aceitação da refrigeração mecânica.