Simulação e avaliação termodinâmica de sistemas de refrigeração com injeção de vapor e tanque flash com o uso de misturas refrigerantes

• Autor(a) principal: Trazzi, G. L. M.
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
• Texto Completo: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/54
• topic: Refrigeração; Misturas (Química); Injeção de vapor

Sistemas de refrigeração estão presentes em diversas aplicações, como, por exemplo, proporcionar conforto térmico pela climatização de ambientes, gerar utilidades frias para aplicações em processos industriais, conservar alimentos, bebidas e produtos farmacêuticos, entre outros. Porém, esses sistemas são grandes consumidores de energia e devem ser operados da forma mais eficiente possível, evitando gastos desnecessários. Além disso, deve-se levar em conta também a questão ambiental, que está ligada à necessidade de substituição dos fluidos refrigerantes nocivos à camada de ozônio e com alto potencial de aquecimento global por outros que sejam mais amigáveis ao meio ambiente. Neste trabalho, um ciclo de refrigeração por compressão com injeção de vapor e tanque flash foi estudado utilizando três misturas, sendo duas de hidrocarbonetos (R290/R600a e R290/R600) e outra de hidrofluorocarbonetos (R32/R152a). Foram realizadas simulações em estado estacionário de forma a efetuar uma análise paramétrica, considerando a influência da composição de refrigerante e da razão de expansão da válvula de expansão no primeiro estágio, avaliando parâmetros como COP, RTG do evaporador e condensador, razão de compressão global e por estágio, vazão mássica do refrigerante, composição das fases líquida e vapor que saem do tanque flash e fração de vapor na entrada do evaporador. Para as condições estudadas, o sistema que apresentou o maior COP foi a mistura de R290/R600, com uma composição de 50% de propano, em massa, e razão de expansão entre 50% e 60%. A mistura HFC apresentou os piores resultados de COP em todas as situações avaliadas, além de se mostrar inviável para algumas condições estudadas.