Uso de Fluidos Naturais em Sistemas de Refrigeração e Ar Condicionado

• Autor(a) principal: Rebelo, Rui Miguel Pinto Torres
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/10402
• topic: Fluidos Frigorigéneos; Dióxido de Carbono; Refrigeração; Ar Condicionado; Refrigerants; Carbon dioxide; Refrigeration; Air Conditioning

O signatário da tese trabalhou aproximadamente oito anos em assistência técnica e manutenção em sistemas de AVAC&R (Aquecimento Ventilação e Ar Condicionado & Refrigeração) sendo que pretendeu aprofundar os seus conhecimentos sobre os fluidos frigorigéneos naturais, nomeadamente do R-744, motivo pelo qual surgiu o tema da presente dissertação. Com a finalidade de perceber os altos e baixos do R-744, analisou-se a história dos fluidos frigorigéneos e constatou-se que pode haver um enquadramento em cinco gerações. A transição da primeira geração (qualquer fluido frigorigéneo era utilizado) para a segunda geração (melhorar a fiabilidade e preservar a segurança e a durabilidade dos equipamentos e dos frigorigéneos) resultou em diversas oportunidades de melhorias tecnológicas. As próximas duas transições, terceira (proteção do ozono) e a quarta (mitigação do aquecimento global) resultaram em alterações regulamentares para a proteção ambiental e, mais tarde, em oportunidades de negócios. O R-744 deu os primeiros passos na primeira geração por volta dos anos 60 do século XIX e teve o auge na década de 30 do seculo XX. Nos anos 60 do século XX, durante a segunda geração, perdeu importância e quase foi extinto, fruto da depressão, fraca modernidade da tecnologia e o aparecimento dos fluidos CFCs e HCFCs. Na década de 90 do século XX, terceira geração, o R-744 reaparece devido à revisão da tecnologia de refrigeração e por motivo ecológico. O R-744 destaca-se dos outros fluidos frigorigéneos naturais por ser o único não inflamável, não tóxico (não excedendo os 4 a 5% de concentração), com possibilidade de operar num ciclo de compressão de vapor abaixo de 0 °C e com a característica de ser o mais económico no processo de produção. Verificou-se que o R-744, devido às suas propriedades, é um frigorigéneo que trabalha em ciclo subcrítico de compressão de vapor ou transcrítico de compressão de vapor. Foram inúmeras as dificuldades iniciais para recolher informação sobre os sistemas transcríticos com R-744 dado que ainda é uma tecnologia que está em desenvolvimento e a informação disponibilizada pelos fabricantes é reduzida. Quando o R-744 trabalha em subcrítico, o lado da alta pressão do circuito situa-se abaixo do ponto crítico (31 °C, 73,6bar) e encontra-se num processo convencional habitualmente chamado de “condensação”. Quando o R-744 trabalha em transcrítico, acima do ponto crítico, não existe condensação e não é possível transferir calor latente do “gas cooler” para o meio ambiente, existindo só transferência de calor sensível. Constatou-se que, para o ciclo transcrítico com o R-744 ter melhor desempenho, tem que se recorrer a tecnologia adicional como a compressão paralela, ejetores, entre outras. Na presente dissertação mostraram-se várias aplicações reais, subcríticas e transcríticas, com a finalidade de transmitir que o R-744 pode ser aplicado em qualquer situação, sendo apenas uma questão de tecnologia. Com o anteprojecto da instalação pretendeu-se demonstrar a complexidade e o custo de uma central de refrigeração transcrítica R-744 do retalho alimentar. A presente dissertação teve por finalidade verificar se o R-744 era um fluido frigorigéneo viável na refrigeração e ar condicionado ao nível técnico e económico. A conclusão que se chegou é que o R-744 é um fluido frigorigéneo natural viável e, nos últimos anos, existiu um aumento de sistemas supercríticos de refrigeração no retalho alimentar. Importa, por fim, salientar que, ao nível dos equipamentos de ar condicionado, existem várias aplicações mas até ao momento não se verificou uma aposta de grande escala pelos maiores fabricantes mundiais.